Квантовая гравитация. Опасность арбузов. Потепление морей. Архитекторы термиты. Новости QWERTY №296
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Кверт. Меня зовут Владимир.
А что там у нас по новостям клининга? Пылесос? Не. А если следовать нормам русского языка, то уборка при помощи пылесоса обретает новые краски. Вот так выглядит система дополненной реальности для пылесоса: смартфон с лидаром крепится на сам пылесос. На телефон устанавливается специальное приложение, которое позволяет различать поверхность пола и закрашивать её в процессе уборки. Закончил уборку? Сними телефон, обведи комнату и убедись, что всё закрашено, то есть пропылесосила. Да, можно доктывать разных вариантов геймификации, начисок баллов и тому подобное. И договариваться с детьми будет явно проще, чем делал когда-то Том Сойер.
Подобная система буквально несколько месяцев назад была продемонстрирована инженером дополненной и виртуальной реальности в Твиттере. Только там нужно было очищать пол от заливки, а система, скорее всего, строилась на очках виртуальной реальности и без использования телефона, а с VR контроллером. Первый упомянутый нами проект - он вполне себе коммерческий от крупной компании, а вот второй больше тянет на Pet Project, домашний проект, сторонний проект отдельно взятого программиста.
Интересно, а насколько второй повлиял на первый? В любом случае, удивительно, что такие вещи не появились ранее. И теперь нам нужно нечто подобное для мытья посуды, протирания пыли и для мытья окон весной всё же. Какие ещё неочевидные сферы применения для этой технологии приходят вам в голову? Напишите о них в комментариях.
Ну а мы переходим к неочевидным, но тем не менее интересным новостям науки за предыдущую неделю, и как обычно все ссылки на источники и подробности в описании.
Вы когда-нибудь видели жилище? Да что там жилище, замки термитов! Они строят вот такие многомеб скрёб из подручных материалов вроде песка и глины и скрепляют их своей слюной. Внутри - сложная, но крайне продуманная сеть, обеспечивающая отличную вентиляцию, в том числе во время смены дня и ночи. При этом принцип, который используется насекомыми во время строительства, был ранее неизвестен. Действительно, общественные насекомые, роевой интеллект. Но поверить в то, что где-то есть архитектор, управляющий всем этим строительством, очень сложно. И всё же такой архитектор есть!
Искали его учёные на искусственных аренах со строительным материалом и разного рода заготовками, вроде глиняных столбиков, шариков, кубиков, которые могли бы стать краеугольными камнями для будущих жилищ. Затем на эти арены выпускали термитов. Учёные убедились, что план строительства не диктуется феромонами, как у муравьёв, ведь термиты начинали строить от краеугольных камней вот этих вот заготовок, а не в произвольном месте арены, на которой не было изначально никаких феромонов.
Размеры этих краеугольных камней были неважны для начала строительства. А вот кривизна их поверхностей была. Термиты предпочитали начинать и впоследствии продолжать строительство в местах с максимальной кривизной. Это, например, углы. Моделирование показало, что этого достаточно, чтобы впоследствии термитники имели сложную структуру и форму.
И тогда остался только один вопрос: а как термиты определяют кривизну? Оказалось, что есть взаимосвязь между кривизной поверхности и влажностью, а её термиты чувствуют очень хорошо. Поскольку влажность среды менее 70% для них губительна, тогда учёные построили арену по-новому, пропитать глину солевым раствором. В местах большего испарения проступали кристаллики соли, и именно в этих влажных местах и начинали строительство термиты. То есть умение почувствовать перепады влажности помогает термитам строить. Последующие крупицы песка и глины они прикрепляют там, где наблюдается максимальная влажность. Незавершённая постройка, по сути, постоянно меняет вокруг себя карту влажности, тем самым подсказывая, куда строить дальше. И так и получаются удивительные термитники.
Есть много видов животных, которые нормально себя чувствуют в широком диапазоне климатических условий. Вот, например, зайцы зимой и летом активны, только вот шкурку меняют. Это характерно в основном для поверхности планеты. Под водой же условия не такие разнообразные. Море гораздо более стабильно в плане перепадов температур, солёности, давления и других параметров. Многие морские организмы - поэтому стенобионты, то есть они приспособлены к довольно узкому диапазону условий окружающей среды.
Для нас, для нас и для млекопитающих, колебания в десятки градусов приемлемы, а для морских животных колебания в несколько градусов уже бывают губительны. И даже если не для взрослых особей, то для молодняка. Особенно актуально это в свете потепления океанов, поэтому учёные исследуют механизмы, стоящие за тепловым стрессом у морских обитателей. Для этого они анализируют экспрессию белков в условиях теплового шока.
Попали в обойму экспериментальных животных и осьминоги. Самок, только что отложивших яйца, разделили на три группы. Первая группа содержалась при температуре 19,3 °C, вторая при 22° - это привычная для них температура, а третья при 24,6 °C, то есть в имитации будущих условий в океане. Дизайн эксперимента предполагал исследование осьминожек через сутки после их появления на свет.
Вот только вылупились далеко не все. В первой и второй группе не вылупилось по 5% осьминожек, и это близко к норме. А вот в третьей тёплой группе не вылупилось 85% осьминожек! У вылупившихся всё же в третьей группе были проблемы с экспрессией белков, связанных со зрением. При взрослении оно у них должно было бы стать очень плохим за счёт снижения прозрачности хрусталика и других проблем. Также в третьей группе погибли две самки из трёх от теплового стресса.
Результаты не обнадёживают осьминогов, но звоночек всё равно тревожный. К тому же потепление воды влечёт за собой изменение уровня её кислотности, а это дополнительный дестабилизирующий фактор, влияющий на репродуктивность и выживаемость морских видов.
Ещё один пример - угроза большому коралловому рифу. Кораллы, которых могут погибнуть, если температура воды прогреется ещё на пару градусов. Сейчас эти кораллы, живущие на глубине около 40 м, защищены стратификацией воды. Она не позволяет нагретой воде с поверхности спуститься на глубину. Однако дальнейшее потепление нарушит этот баланс. Но это уже совсем другая история.
Осталось буквально 3 месяца до того периода, как мы начнём себя активно подвергать рискам гиперкалиемии. Это такое состояние, перенасыщение сыворотки крови калием. Оно обычно возникает при ряде болезней, вроде болезни почек или сахарного диабета, на фоне приёма определённых лекарств. Но можно пойти и другим путём, а именно неумеренно поедать арбузы. Именно такой способ может привести к гиперкалиемии, кардиомиопатии. А у третьих - почечная недостаточность на гемодиализе, то есть у них у всех были серьёзные заболевания.
Но гиперкалиемия может дополнительно привнести ряд проблем, вроде мышечной слабости, аритмии или даже угрозы внезапной сердечной смерти. Объединяет всех трёх пациентов то, что за несколько недель до обострения они в больших количествах употребляли арбуз или арбузный сок. Лекарства, принимаемые пациентами, препятствовали выведению калия, которым богат арбуз, и происходило его накопление до концентрации больше 6 ммоль на литр крови.
А калия в арбузе очень много, учитывая, что дневная норма - это максимум 4 г. В одном хорошем, длинном арбузе держится до 5 г калия. В общем, если есть хронические проблемы с почками, сердечная недостаточность, приём определённых лекарств, то стоит остерегаться не только таких хорошо известных источников калия, как картофель, абрикосы, бананы и томаты, но ещё и арбузов, которые мы периодически едим.
Ну я как минимум до боли в животе.
Трина и квантовая гравитация - их связь уложим в одну новость и постараемся при этом не взорвать мозг. Начнём с квантовой гравитации. Гравитация - это единственное фундаментальное взаимодействие, которое не описано в терминах квантовой физики. Остальные три взаимодействия успешно приведены к квантовому знаменателю. Гравитация сопротивляется. Поэтому в физике до сих пор есть разрыв между макро миром с его относительно классической физикой и миром квантовых эффектов.
Когда гравитация сдастся, велика вероятность, что мы получим так называемую теорию всего. Теперь давайте про нейтрино. Это беззаявительное, они прошивают насквозь, не замечая даже её плотное ядро. Нейтрино можно разделить на две группы: зарождающиеся в атмосфере Земли, когда высокоэнергетические космические частицы сталкиваются с атомами атмосферы, и прилетающие из глубин космоса. Учитывая огромный проделанный ими путь, это группа наиболее интересная физикам.
Дело в том, что характеристики нейтрино: отсутствие заряда и минимальная масса, гарантируют, что на них не влияют электромагнетизм и сильное ядерное взаимодействие. Поэтому они такие неуловимые. Значит, что когда они всё же крайне редко попадают в детекторы на земле, например, Ice Cube в Антарктиде, то они находятся в неизменном состоянии с момента рождения. Но если их состояние всё же претерпевает изменения, нарушается квантовая - должно быть свидетельством влияния на них квантовой гравитации.
Ключевой вопрос: а есть ли эти изменения? Учёные пытаются ответить на него, изучая характеристики нейтрино. Вот только подходит для этого космические нейтрино, а не наши атмосферные. Дело в том, что расстояние, которое проходят атмосферные нейтрино от их зарождения до попадания в детектор, пусть даже они пройдут всю Землю насквозь, ничтожно мало для того, чтобы гравитация успела на них воздействовать. Учёные действительно уже изучили порядка 300.000 атмосферных нейтрино в нейтринной обсерватории Ice Cube. Разумеется, они не несли следов изменений.
Но именно это на данном этапе подтверждает созданную учеными методологию и демонстрирует готовность к обработке нейтрино из глубокого космоса. Подготовка к подобному эксперименту даёт нам шанс проверить наличие квантовой гравитации. Учёные считают, что измерение астра нейтрино и строительство ещё более точных детекторов в обозримом будущем поможет всё-таки расколоть и этот фундаментальный вопрос.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что учёные начали эксперимент по выращиванию миниатюрной печени в лимфоузле пациента. Дело в том, что клетки печени очень хорошо заполняют собой пространство лимфоузла и могут вырасти функциональный, пусть и маленький орган. Один из вопросов в комментариях касался того, как происходит фильтрация крови, раз клетки сидят в лимфатической системе. Всё просто. Скорее всего, вы пропустили, что гепатоциты настолько хорошо себя чувствуют в лимфоузле, что не только размножаются, но и подвергаются васкуляризации, то есть в органе запускается процесс сосудообразования. А значит, доступ к крови у мини печени имеется.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы оставите комментарий под этим видео, а также проголосуйте за самую интересную новость выпуска в нашем Telegram канале. И до скорых встреч! Пока!