Обычный вид

Физики выяснили, что электроника деградирует не по накопительному, а по квантовому механизму

Современная электроника работает на полупроводниковых материалах. Изготовители могут делать настолько маленькие транзисторы, что становятся важны считаные слои атомов. Транзисторам и диодам нужно работать при постоянном протекании и переключении тока, что ведет к нагреву и постепенной деградации устройств на глубоком уровне — страдают химические связи внутри техники. Одна из влияющих на долговечность электроники — инжекция горячих носителей. При ней электроны или дырки разными способами накапливают такую энергию, которая может запустить химические изменения внутри транзистора. Точные физические механизмы этого процесса оставались неизвестны. Группа физиков раскрыла квантовый механизм, с которого начинается деградация из-за горячих носителей. Оказалось, что химические связи разрывают электроны определенной энергии. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B. [shesht-info-block number=1] Ученые пристально рассмотрели, что происходит со связью между кремнием и водородом на границе раздела кремний — оксид внутри транзистора. При производстве электроники водород специально добавляют в материал для «запечатывания» связей кремния, которые по любым причинам не смог закрыть кислород. Если их не закрыть, оборванные связи станут дефектами, меняющими работу электронных элементов. Постоянное протекание тока через транзистор иногда приводит к тому, что водород отсоединяется, а паразитные связи оказываются обнажены. Раньше ученые считали, что такой разрыв связей — суммарный результат ударов множества электронов. Физики выяснили, что за этот разрыв на самом деле ответственен единственный электрон. Частица может занять особое, ранее скрытое электронное состояние, ослабить связь кремний — водород и вытолкнуть атом водорода. Энергия этого состояния составила примерно семь электронвольт, что согласуется с экспериментальными данными. Иллюстрация: «горячий электрон» вызывает разрыв связи водород — кремний / © Woncheol Lee Также ученые обнаружили, что при отсоединении от связи водород начинает подчиняться квантово-механическим законам, а не классическим. Если бы водород вел себя как классическая частица, можно было определить простой критерий разрыва связи, основанный на расстоянии между атомами кремния и водорода. Но водород ведет себя скорее как облако или волновой пакет, и разрыв связи определяется вероятностью того, что волновой пакет водорода выходит за определенное расстояние. Исследователи узнали, что процесс деградации электроники не зависит от температуры и в 100 раз замедляется, если вместо водорода использовать дейтерий (изотоп водорода с дополнительным нейтроном в ядре). На основе своих открытий физики создали модель, объясняющую все найденные процессы. Они считают, что то, насколько удалось уточнить физику процесса деградации, поможет ученым и производителям проектировать и защищать электронику.

Физики выяснили, что электроника деградирует не по накопительному, а по квантовому механизму

Попугай без части клюва овладел манерой рыцарского боя и стал главным в группе 

Брюс — кеа (Nestor notabilis), вид попугаев-эндемиков Новой Зеландии. Эти птицы размером с чайку живут группами. В таких сообществах может насчитываться несколько десятков особей.  В конце XX века кеа считали вредителями. Когда не хватало еды, попугаи нападали на овец, из-за чего в 1980-е годы правительство Новой Зеландии объявило охоту на этих птиц: платило за их убийство. В результате численность кеа сократилась до пяти тысяч особей.  Позже охоту отменили, но опасность для попугаев не исчезла. Они часто получают травмы, когда пытаются украсть еду из крысоловок. Именно так, по мнению ученых, пострадал и Брюс. В 2013 году его нашли в дикой природе уже с серьезной травмой — без верхней части клюва. Птицу забрали в заповедник дикой природы Уиллоубанк, потому что было неясно, сможет ли она выжить в дикой природе.  Для попугая потеря части клюва — серьезная травма, сродни человеческой инвалидности. Клюв у птиц выполняет сразу несколько задач: помимо захвата пищи, это инструмент для ухода за перьями (чистят от грязи и опасных паразитов), а также для защиты. У попугаев он особенно важен еще как «третья точка опоры» при передвижении.   [shesht-info-block number=1] Поэтому, если попугай теряет часть клюва, выжить в дикой природе становится сложно, ведь он не может нормально захватить пищу, почистить перья, кроме того, могут возникнуть проблемы и в самой группе. При травме особь может «выпасть» из «социальной системы» стаи. В ветпрактике таких птиц даже иногда временно докармливают.  В заповеднике Уиллоубанк Брюса поселили в вольер вместе с восемью другими самцами и тремя самками. Когда попугай подрос, исследователи начали регулярно посещать группу. Кеа — одни из самых любопытных птиц в природе, способные решать относительно сложные повседневные задачи. Причем процесс решения доставляет им явное удовольствие, он сопровождается игрой и высокой вовлеченностью. Кеа активно играют и исследуют объекты, также у них есть «игровые сигналы», с помощью которых они «приглашают» в игру сородичей.  Когда Брюс насыщается вниманием, он дает «ухажеру» своеобразный пинок частью клюва — мол, все, хватит. По словам ученых, это верный признак доминирования / © Ximena Nelson, Alex Grabham Брюс с энтузиазмом пытался участвовать в научных экспериментах. Но без части клюва он не справлялся даже с простыми заданиями вроде натягивания веревки. Однако попугай нашел другой способ впечатлить ученых. В 2021 году специалисты заметили, что Брюс регулярно подбирает с земли маленькие камешки, зажимает их между языком и остатком клюва, а затем проводит ими по своим перьям. Понаблюдав за странным ритуалом несколько раз, ученые пришли к выводу, что попугай изобрел новый способ ухода за перьями. Никто из других кеа в заповеднике не пользовался камешками для груминга. Раньше такое поведение ни разу не замечали у этого вида птиц.  Спустя несколько лет Брюс снова удивил ученых.  На снимке запечатлен Брюс / © Ximena Nelson, Alex Grabham Самцы кеа постоянно выясняют отношения в драке — сражаются за главенство в группе. Проигравшие особи занимают более низкий ранг в иерархии и часто теряют доступ к ресурсам, отчего могут испытывать высокий уровень стресса. Победитель, то есть альфа-самец, напротив, живет спокойнее остальных, ведь доминантные особи первыми получают еду.  Чтобы понять, кто в группе из девяти самцов, которые жили в заповеднике, главный, команда новозеландских зоопсихологов и орнитологов под руководством Александра Грэбэма (Alexander A. Grabham) из Университета Кентербери измерила у птиц ключевой гормон стресса — кортикостерон. Он повышается при социальной угрозе.  Самцом с самым низким показателем кортикостерона оказался Брюс. По словам авторов исследования, новость стала неожиданной, ведь они никогда не могли подумать, что птица с увечьем способна стать доминирующей в группе.  Брюс позволил подчиненным самцам чистить внутреннюю часть клюва от остатков пищи и ухаживать за перьями / © Ximena Nelson, Alex Grabham Тогда Грэбэм и его коллеги пересмотрели видеозаписи драк попугаев и поняли, как Брюсу удалось побеждать. Обычно самцы кеа кусают друг друга за шею. Брюс кусать не может. Вместо этого он овладел манерой рыцарского боя. Попугай бросается на соперника и со всей силы бьет его нижней частью клюва в корпус.  У Брюса отсутствует верхняя часть клюва, зато нижняя осталась целой. Она острая и отчасти похожа на копье. Другие самцы не могут ответить тем же, так как их верхний клюв закрывает нижний. Если здоровый самец попытается ударить соперника головой, удар придется тупым закругленным краем. Брюс же действует иначе: он резко бросается вперед и вонзает нижнюю часть клюва в противника. Этот удар заставляет других птиц отпрыгивать и распускать крылья, таким образом они сдаются. Всего зафиксировали 227 агрессивных взаимодействий, из них 162 — между самцами. Брюс участвовал в 36 и выиграл каждое. Он также получил приоритетный доступ к большинству кормушек в вольере. У Брюса отсутствует верхняя часть клюва, зато нижняя осталась целой / © Ximena Nelson, Alex Grabham Более того, попугай позволял подчиненным самцам чистить внутреннюю часть клюва от остатков пищи и ухаживать за перьями. Когда Брюс насыщается вниманием, он дает «ухажеру» своеобразный пинок частью клюва — мол, все, хватит. По словам Грэбэма, это верный признак доминирования.  Исследователи точно не знают, когда именно Брюс придумал такую тактику боя и стал альфой. За все эти 12 лет, что попугай жил в заповеднике, ученые не отслеживали его статус и не измеряли уровень стресса постоянно, потому что для этого не было никаких предпосылок.   Брюс превратил свой недостаток в преимущество и смог стать лидером среди более крупных и сильных птиц (самцы кеа обычно весят килограмм, тогда как Брюс — всего 800 граммов). Ни один другой кеа в неволе не делал ничего подобного. При этом исследователи отметили, что Брюс не проявляет агрессию без причины. Он вступает в драки только тогда, когда это нужно для защиты своего положения или ресурсов. Результаты исследования представлены в журнале Current Biology.

Попугай без части клюва овладел манерой рыцарского боя и стал главным в группе 

Физика керна помогла найти газ в Арктике до начала бурения

Южно-Баренцевская впадина относится к числу наиболее перспективных регионов российской Арктики. На ее территории уже открыты крупные газовые и газоконденсатные месторождения, включая Штокмановское, Северо-Кильдинское и Лудловское. Главная геологическая особенность бассейна — резкая неоднородность: даже в пределах одной структуры соседствуют газоносные интервалы и полностью «сухие» породы. Сравнивая керн из успешных и бесперспективных скважин, ученые выделяют характерные для этого региона сочетания физических свойств. Эти региональные маркеры в дальнейшем могут помочь при оценке аналогичных осадочных бассейнов Арктики. Авторы работы, опубликованной в журнале «Записки Горного института», проанализировали образцы керна из шести скважин Южно-Баренцевской впадины. Три из них (Штокманская-1, Северо-Кильдинская-82, Лудловская-1) вскрыли продуктивные газоконденсатные и газовые залежи, а остальные (Арктическая-1, Крестовая-1, Адмиралтейская-1) оказались непродуктивными. Исследователи проверяли гипотезу: существуют ли устойчивые различия в физических свойствах пород, напрямую связанные с наличием углеводородов? Прямое изучение керна остается одним из самых надежных способов оценки коллекторских свойств, хотя отбор и лабораторный анализ образцов требуют времени и средств. Именно такие данные создают эталонную базу для калибровки геофизических методов, которые работают с косвенными сигналами. Фотографии шлифов некоторых образцов пород: а, б – 4SK (песчаник аркозовый мелко-среднезернистый); в, г – 3Kr (песчаник аркозовый мелкозернистый плохосортированный); д – 8Sht (песчаник кварцевый среднезернистый); е – 2Arc (алевроглинистая порода с четкой слоистостью); ж, з – 7Kr (алевроглинистая порода) / © «Записки Горного института» Объектом изучения стали палеозойские и мезозойские отложения, представленные песчаниками, алевролитами и известняками. Эти породы прошли длительную историю преобразований — от начального уплотнения до стадий глубокого катагенеза и метагенеза. Несмотря на различия в возрасте и минеральном составе, они подчиняются общим физическим закономерностям, которые и позволили провести сравнительный анализ. В лаборатории измеряли пять ключевых параметров. Скорость продольных ультразвуковых волн фиксировали в трех взаимно перпендикулярных направлениях (x, y, z), что позволило рассчитать среднюю скорость и оценить анизотропию — неравномерность прохождения сигнала в разных направлениях, часто связанную с системой трещин. Плотность определяли методом гидростатического взвешивания, открытую пористость — пропиткой сухих образцов керосином. Удельное акустическое сопротивление вычисляли как произведение плотности на среднюю скорость; этот параметр напрямую сопоставим с результатами сейсморазведки. Вариации физических свойств керна по разрезу: a ‒ скважина Штокманская-1; б ‒ скважина Арктическая-1; в ‒ скважина Крестовая-1. 1 – средняя скорость Vm, км/с; 2 – плотность r, г/см3; 3 – удельное акустическое сопротивление R, г/см2∙с; 4 – коэффициент пористости Ср, %; 5 – индекс упругой анизотропии А/10, % / © «Записки Горного института» Индекс упругой анизотропии показывает, насколько по-разному порода проводит звуковую волну вдоль и поперек слоистости или трещиноватости. В плотных породах именно трещины часто становятся главными каналами для миграции газа. Данные четко разделили скважины на две группы. В продуктивных интервалах средняя скорость продольных волн и удельное акустическое сопротивление снижены, а пористость повышена; часто отмечается и рост анизотропии. В непродуктивных скважинах картина противоположная: высокие скорости, высокое акустическое сопротивление и минимальная пористость. Физика процесса объясняется просто: в плотных, хорошо сцементированных породах звуковая волна проходит быстрее из-за отсутствия пустот. Наличие пор и трещин замедляет волну и увеличивает ее рассеяние. Если эти пустоты развиты в определенном направлении (например, вдоль слоев или систем микротрещин), возникает упругая анизотропия. Открытая пористость остается главным показателем коллекторских свойств. В образцах из продуктивных скважин она достигает 10–13 %. В непродуктивных же скважинах значения обычно не превышают 1–2 %, а в отдельных интервалах опускаются до десятых долей процента. При такой плотности порового пространства промышленный приток газа физически невозможен. Коллекторские свойства напрямую зависят от типа цемента. В продуктивных песчаниках преобладает поровый цемент: минеральное вещество скрепляет зерна, не заполняя пространство между ними. В непродуктивных разрезах распространен пленочный или базальный цемент, который плотно обволакивает зерна или полностью заполняет пустоты, «запирая» проницаемость. Под микроскопом это подтверждается и размером зерен: в продуктивных скважинах песчаники крупнее (0,1–0,5 мм), тогда как в «сухих» — мельче (0,1–0,2 мм). Выявленные физические различия имеют четкую петрографическую основу: они отражают не случайные колебания, а реальные отличия в условиях осадконакопления и последующего уплотнения пород. Средние значения физических свойств керна скважин (с юго-запада на северо-восток). Продуктивные скважины выделены эллипсами. 1 – средняя скорость Vm, км/с; 2 – плотность r, г/см3; 3 – удельное акустическое сопротивление R, г/см2∙с; 4 – коэффициент пористости Ср, %; 5 – индекс упругой анизотропии А/10, % / © «Записки Горного института» Примечательна и география находок. Продуктивные скважины расположены по периферии Южно-Баренцевской впадины, тогда как «сухие» приурочены к ее центральной части или к тектоническим поднятиям. Это укладывается в классическую модель миграции: углеводороды, формирующиеся в глубоких частях бассейна под действием литостатического давления, перемещаются в краевые зоны разуплотнения, где и аккумулируются. Зная, какие комбинации физических параметров характерны для газоносных периферийных зон, геологи могут использовать их как дополнительные критерии при обработке сейсмических данных. Это позволяет точнее оконтуривать перспективные площади до начала дорогостоящего бурения. Главное практическое значение работы — возможность отсеивать бесперспективные участки еще на стадии анализа геофизических материалов. Петрофизические критерии не заменяют сейсморазведку или геохимическое прогнозирование, но существенно дополняют их, повышая достоверность геологических моделей и снижая финансовые риски при планировании скважин. Кроме того, полученные лабораторные данные станут надежной основой для построения цифровых моделей керна. Физические свойства осадочных пород — это хороший индикатор их геологической истории и углеводородного потенциала.

Физика керна помогла найти газ в Арктике до начала бурения

Внутри египетской мумии нашли отрывок из «Илиады»

Оксиринх расположен примерно в 190 километрах к югу от Каира, на одном из рукавов Нила. Этот город был одним из важнейших центров Египта греко-римской эпохи. Засушливый климат, сухая почва и отсутствие более поздних поселений на месте древнего города способствовали сохранению там огромного количества папирусов с греческими, римскими и раннехристианскими текстами. Благодаря этому с конца XIX века Оксиринх стал меккой для папирологов, и с тех пор там постоянно ведут раскопки. Как сообщил сайт Arkeonews со ссылкой на Министерство туризма и древностей Египта, археологическая экспедиция Института исследований Древнего Ближнего Востока при Университете Барселоны недавно обнаружила в Оксиринхе полуразрушенный погребальный комплекс римской эпохи (примерно 1600 лет тому назад), состоящий из трех подземных каменных гробниц. Внутри находились большие керамические сосуды с кремированными человеческими останками, бронзовые и терракотовые статуэтки, а также несколько мумий в расписных деревянных саркофагах. Мумии были завернуты в льняную ткань, украшенную геометрическими узорами, а во рту у некоторых из них нашли золотые языки. Такие амулеты вкладывали в рот умершего для того, чтобы тот смог говорить в загробной жизни, особенно перед судом Осириса — египетского бога подземного мира. Наличие золотых языков позволило ученым предположить, что захоронения принадлежали представителям элиты местного общества. Но самым поразительным открытием стала находка, сделанная во время экспедиции ноября-декабря 2025 года: на животе одной из мумий археологи обнаружили папирус, положенный туда во время бальзамирования. Позже ученые определили, что текст, написанный на папирусе, — отрывок из «Илиады» Гомера. Точнее, это знаменитый «список кораблей» из начала второй песни поэмы, в котором перечислены греческие войска, прибывшие к стенам Трои. В предыдущих экспедициях Оксиринхская археологическая миссия уже находила внутри мумий папирусы, но все они содержали магические или ритуальные надписи на греческом языке. Однако обнаружение классического литературного текста, намеренно включенного в процесс мумификации, — это первый случай в истории археологии.

Внутри египетской мумии нашли отрывок из «Илиады»

Мозг за 160 миллисекунд считал эмодзи как настоящие лица

При отправке в чат грустного или радостного смайлика кажется очевидным, что собеседник нас хорошо понимает. Но за этой очевидностью скрывается важный научный вопрос: как мозг обрабатывает эмодзи? Ответ позволит лучше понять, какие коммуникационные механизмы задействованы в обработке этого простого запроса. Исследования на магнитно-резонансных томографах показывали, что на эмодзи откликаются те же зоны мозга, что и на лица, например веретенообразная извилина. С другой стороны, электроэнцефалографические эксперименты обнаруживали важные различия. При этом одни ученые считали, что мозг воспринимает эмодзи как упрощенные картинки, то есть объекты, а не лица. Другие полагали, что механизмы все же общие, но требуют дополнительных доказательств. Большинство предыдущих научных работ концентрировалось именно на различиях. Вопрос о существовании общего нейронного кода для реальных и символических выражений эмоций оставался открытым. Ученые из Университета Борнмута (Великобритания) выяснили, использует ли мозг общие нейронные коды для распознавания эмоций на реальных лицах и на эмодзи. Исследователи провели два параллельных эксперимента. В первом участвовали 24 человека, которые смотрели на цветные фотографии реальных людей. Восемь разных моделей демонстрировали четыре выражения лица: радость, гнев, печаль и нейтральное выражение. Задача участника была простой: определить эмоцию и нажать на нужную клавишу. Результаты исследования опубликовал журнал Psychophysiology. Во втором эксперименте другая группа из 25 человек выполняла то же самое задание, но вместо фотографий им показывали эмодзи с шести разных платформ. Время показа картинок, интервалы между ними и система подсчета правильных ответов были полностью одинаковыми в обоих экспериментах. Это позволило напрямую сравнивать результаты. Для анализа данных ученые применили многомерный паттерновый анализ. Компьютер учится различать эмоции по распределению электрических сигналов сразу по всем датчикам на голове. Сначала алгоритм тренируют на части данных, потом проверяют на новых примерах. Для чистоты эксперимента добавили перекрестный анализ. Ученые тренировали алгоритм на реальных лицах, а проверяли на эмодзи, и наоборот. Если после тренировки на фотографиях людей алгоритм успешно распознает эмоции на смайликах, значит, мозг кодирует эти эмоции сходным образом, несмотря на огромную разницу в визуальных деталях. [shesht-info-block number=1] Результаты эксперимента показали, что когда алгоритм учили на фотографиях реальных лиц, а затем применяли к данным, полученным при просмотре эмодзи, он все равно успешно угадывал эмоции. В обратную сторону это тоже работало: тренировка на смайликах позволяла правильно классифицировать эмоции на живых лицах. Это доказывает, что в мозге существует общий нейронный код для эмоциональных выражений, который не зависит от того, видит человек настоящую мимику или ее схематичный символ. Причем различимые паттерны активности, соответствующие разным эмоциям, возникали уже через 100-120 миллисекунд после предъявления картинки, а пик приходился на промежуток между 145 и 160 миллисекундами. То есть мозг обрабатывает эмодзи не как посторонние объекты, а именно как лица, причем делает это почти так же быстро. Пространственно активность была сконцентрирована в затылочно-теменных областях — там, где расположены центры обработки зрительной информации и распознавания лиц. Таким образом, мозг использует уже отлаженные механизмы обработки социальных сигналов для расшифровки символических изображений. Это открытие объясняет, почему эмодзи стали такими эффективными в цифровой среде.

Мозг за 160 миллисекунд считал эмодзи как настоящие лица

Ученые из России разработали алгоритм для точных прогнозов финансовых рядов

Финансовые временные ряды — это последовательность значений, меняющихся во времени, например цены акций или их волатильность (насколько сильно эти цены колеблются). Такие данные  сложно прогнозировать, так как на них влияет множество факторов: новости, поведение инвесторов, технологические изменения и случайные события. Эти влияния часто накладываются друг на друга, из-за чего закономерности в данных становятся нестабильными. Поэтому модели для прогноза либо требуют сложной настройки под конкретный случай, либо выдают результат, который будет неприменим на практике. Исследователи Научно-учебной лаборатории моделей и методов вычислительной прагматики ФКН НИУ ВШЭ предложили использовать вейвлет-преобразования для более точного прогнозирования финансовых временных рядов. Вейвлет-преобразования — это способ представить временной ряд как сумму компонент с разной детализацией и отделить шумы различного порядка. Результаты опубликованы в журнале Applied Soft Computing. Чтобы проверить это, они взяли реальные данные по 89 финансовым активам — акциям компаний и криптовалютам. Это были ряды средних дневных цен и реализованные волатильности, рассчитанные по данным с шагом в пять минут. Эти активы разбивались на кластеры, после чего выбирались ведущие активы в каждом кластере. На них авторы сравнивали разные подходы к прогнозированию: классические эконометрические модели, методы машинного обучения, нейросети и собственный алгоритм — метод тройной поправки. Всего они протестировали 200 тысяч конфигураций моделей. Алгоритм авторов показал хорошие результаты. В отличие от классических моделей, он не использовал заранее зафиксированные параметры, а обновлял их на каждом шаге прогноза и одновременно учитывал несколько типов отклонений в данных. За счет этого метод лучше адаптировался к изменениям рынка. На рядах средних дневных цен он занял второе место, немного уступив наивному прогнозу в общем ранжировании по Коупленду и обойдя прочие методы при полном сравнении абсолютных величин. Для рядов волатильности результаты были менее однозначными, но в сочетании с вейвлет-преобразованиями метод часто давал лучший или близкий к лучшему прогноз. При этом он оставался вычислительно проще многих альтернатив и не требовал сложного подбора параметров. «Хотя метод тройной поправки не всегда дает наилучший результат для каждого конкретного ряда, он стабильно показывает хороший прогноз для большинства случаев, а именно этого часто не хватает на практике. Узкоспециализированные модели могут работать лучше, но быстро теряют эффективность при изменении условий», — комментирует один из авторов исследования, научный сотрудник Научно-учебной лаборатории моделей и методов вычислительной прагматики ФКН НИУ ВШЭ Вячеслав Маневич.  Эксперименты показали, что вейвлет-преобразования улучшают прогнозы более чем в 65% случаев. В отличие от, например, преобразования Фурье, они позволяют одновременно учитывать и время, и частоту сигнала. В результате модель получает более очищенные данные и может точнее уловить закономерности. При этом эффект зависит от типа данных: для цен акций преобразования помогали лучше выделить тренд на фоне рыночного шума, а для волатильности — точнее описать резкие и неравномерные изменения, из-за которых прогноз обычно особенно сложен.  Авторы подчеркивают, что даже небольшое улучшение точности с помощью подобных методов может дать ощутимый прирост прибыли, особенно при больших оборотах. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как автоматически подбирать оптимальные вейвлет-преобразования и как расширить метод на многошаговые прогнозы — например, для задач бизнеса, энергетики или медицины, где важно предсказывать не только следующий шаг, но и более долгосрочные изменения. 

Ученые из России разработали алгоритм для точных прогнозов финансовых рядов

Рельеф Марса объяснили влиянием массивного спутника в прошлом

Знаменитый почти 22-километровый марсианский вулкан Олимп и три стоящих рядом на одной линии горы Аскрийская, Павлина и Арсия — самые заметные возвышенности вулканического нагорья Фарсида, которое располагается в экваториальной области и простирается на территории размером с Европу. Эта область настолько массивна, что ее даже считают виновницей наклона оси вращения Марса. С противоположной стороны, тоже приблизительно в районе экватора, находится менее высокое, но все же внушительное поднятие, на котором есть 13-километровый вулкан Элизий, одноименная равнина, плато Большой Сирт, Сабейская Земля. Вдвоем эти «выпуклости» на Марсе сильно искажают форму планеты: она на самом деле выглядит не как сплюснутый шар, ее геометрия сложнее — длина, ширина и высота сильно различаются. Это называется триаксиальностью. До сир пор было принято считать, что все эти особенности образовались только в результате внутренних процессов. Но астрофизик и планетолог из Военно-морской обсерватории США Михаил Эфроимский в этом сомневается. Он считает неслучайным то, что эти две области оказались практически ровно друг напротив друга. В статье, недавно опубликованной на сервере препринтов arXiv.org, ученый более подробно изложил уже предложенное им ранее интересное объяснение такого своеобразия марсианского рельефа: это может оказаться результатом гравитационного влияния массивного спутника. [shesht-info-block number=1] Астрофизик назвал эту гипотетическую луну Нерио — в честь мифической супруги античного бога войны. По расчетам, для формирования Фарсиды это небесное тело должно было быть несравненно крупнее и массивнее нынешних марсианских лун Фобоса и Деймоса: Нерио весила как три процента массы Марса. Пропорционально это даже больше, чем Луна по сравнению с Землей. Эта предполагаемая марсианская луна не только была все время обращена к планете одной и той же стороной. Она еще держалась над поверхностью Марса в одном и том же месте, то есть обращалась вокруг него ровно с той же скоростью, с какой сам Марс вращался вокруг своей оси, притом почти ровно в плоскости экватора планеты. Над Землей именно так «висят» некоторые искусственные спутники, запущенные на высоту около 36 тысяч километров, и такую их орбиту называют геостационарной. Высота орбиты Нерио предполагается на уровне примерно 17-18 тысяч километров над поверхностью, то есть немного ниже, чем сейчас у Деймоса. [shesht-info-block number=2] Согласно сценарию автора гипотезы, Нерио существовала в самом начале истории Марса и всей Солнечной системы — 4,6-3,8 миллиарда лет назад. Тогда Красная планета была еще горячей и обладала мягкой, податливой корой. За счет «зависания» над одним и тем же полушарием Марса его луна своим притяжением приподнимала эту кору и создала приливный «горб», который мы теперь наблюдаем как Фарсиду. Его «антипод» Элизий, в свою очередь, — следствие центробежной силы от вращения системы Марс — Нерио вокруг общего центра масс. По версии ученого, Нерио была обречена из-за влияния Солнца, тяжелой астероидной бомбардировки в те времена и возникновения марсианского океана, который многократно усилил приливные эффекты. Все это быстро нарушило стабильность орбиты спутника. Кстати, любопытное совпадение: рассчитанная скорость вращения Марса в тот момент почти совпала с современной. Но главное, что предполагаемая луна должна была спускаться все ниже и в конце концов полностью разрушиться, а созданные ею приливные возвышения к тому времени уже успели застыть, потому сохранились до сегодняшнего дня.

Рельеф Марса объяснили влиянием массивного спутника в прошлом

В рыбах из низовьев рек нашли опиоиды и антидепрессанты

Ежедневно в канализацию попадают остатки медицинских препаратов и наркотических веществ. Городские очистные сооружения не способны полностью отфильтровать эти соединения, и они попадают в реки. Биологи знали о присутствии нейроактивных веществ в воде, однако оценить их реальное накопление в тканях диких рыб было технически сложно. Крошечные размеры рыб и обилие сложных липидов в их телах искажали показания масс-спектрометров. Из-за этого исследователям приходилось измельчать десятки особей в единую массу, безвозвратно теряя данные о поле животных и индивидуальных различиях. Авторы исследования, опубликованного в журнале Environmental Pollution, решили эту проблему, разработав новый протокол экстракции. В качестве модельного объекта они выбрали три вида рыб-дартеров (этеостом) — донных обитателей длиной менее десяти сантиметров. Эти рыбы ведут оседлый образ жизни, не совершают миграций и ищут корм в иле, выступая идеальными природными индикаторами локального загрязнения. Экологи выловили по 15 самцов и самок каждого вида выше и ниже по течению от сточной трубы очистных сооружений на реке Гранд-Ривер. Каждую рыбу заморозили жидким азотом, растерли в порошок и поместили в ультразвуковую ванну при температуре –30 градусов Цельсия. На сильном холоде мешающие анализу животные жиры затвердевали и отфильтровывались. Очищенный экстракт проанализировали с помощью жидкостной хроматографии. Метод позволил искать молекулы в сверхмалых концентрациях от 0,02 нанограмма на грамм ткани. Анализ воды выявил 19 из 26 отслеживаемых нейроактивных веществ. Однако в тканях рыб стабильно накапливались лишь четыре соединения: популярный антидепрессант венлафаксин (и его метаболит), а также тяжелые опиоиды — фентанил и метадон. Рыбы, выловленные ниже по течению от стока, содержали в несколько раз больше фармакологических препаратов, чем особи из чистых участков реки. Сравнение тканей показало резкий гендерный дисбаланс. Самцы, обитающие ниже очистных сооружений, накопили значительно больше фентанила и венлафаксина, чем самки. Авторы связывают это с икрометанием. Вылов рыб проходил весной, сразу после нереста. Поскольку антидепрессанты и опиоиды являются липофильными (жирорастворимыми) веществами, самки при формировании икры перекачивают токсины из своего тела в богатые жирами икринки. Таким образом, содержание токсинов в теле самки снижается, но будущие мальки подвергаются химическому воздействию на самых ранних стадиях развития. Исследование доказывает, что нейроактивные вещества из городских стоков беспрепятственно проникают в водные пищевые цепи и накапливаются в тканях позвоночных. Разработанный микрометод анализа дает экологам точный инструмент для оценки того, как фармакологическое загрязнение меняет биохимию диких популяций на индивидуальном уровне.

В рыбах из низовьев рек нашли опиоиды и антидепрессанты

Даже слабые ветры подняли огромные волны на Титане

Волны на нашей планете — привычная часть пейзажа. Скользя над поверхностью воды ветер передает ей энергию, создавая сначала мелкую рябь, а затем и крупные волны. Они размывают берега, переносят песок и влияют на теплообмен между океаном и атмосферой. При этом Земля не единственный мир, где могут существовать моря и озера. На древнем Марсе, например, когда-то были озера и речные дельты, а на Титане — огромные моря из жидкого метана и этана. Некоторые экзопланеты и вовсе славятся океанами из серной кислоты, воды или расплавленных горных пород.  Проблема в том, что привычные модели волн создавались для земных условий: воды, гравитации и атмосферы. Если попытаться просто перенести их на Титан или Марс, результаты будут неверными. К примеру, атмосфера на спутнике Сатурна плотнее земной, а гравитация слабее. Значит, ветер и жидкость там взаимодействуют иначе.   Авторы нового исследования, опубликованного в журнале JGR Planets, создали универсальную физическую модель волн, которую можно применять практически к любым планетным условиям. Для этого они адаптировали несколько ключевых факторов: плотность и вязкость жидкости, атмосферное давление  и плотность воздуха. Затем ученые протестировали модель для древнего Марса, современного и древнего Титана, а также трех экзопланет — Kepler-163 b, LHS 1140 b и 55 Cancri e.  [shesht-info-block number=1] Выяснилось, что запуск волн зависит прежде всего от того, насколько легко ветер может «ухватиться» за поверхность жидкости. Если у нее слабое поверхностное натяжение, атмосфера плотная, а гравитация низкая, волны появляются легче. Именно по этой причине на Титане и древнем Марсе волны могли формироваться при очень слабом ветре.    Для Земли минимальная скорость ветра, необходимая для устойчивого образования волн, составляет около 2,2 метра в секунду. На древнем Марсе этот порог снижается до 1,2-1,7 метра в секунду в зависимости от плотности атмосферы. А вот на Титане волны могут начать расти уже при скорости всего около 0,5-0,6 метра в секунду в зависимости от плотности атмосферы.  Более того, они получаются выше и длиннее земных: при скорости ветра пять метров в секунду значительная высота волн на Титане может достигать около пяти метров (против 30 сантиметров на Земле), что помогает объяснить загадку титановых морей. Таким образом, новая модель подтверждает, что волны на этой луне должны возникать легко, но их размер и появление зависят от сезона, состава жидкости и конкретных погодных условий.  [shesht-info-block number=2] На Марсе исследователи отдельно смоделировали волны в древнем озере кратера Езеро — именно там сейчас работает марсоход Perseverance. Расчеты показали, что волны могли переформировывать берега и переносить осадки, особенно на стороне кратера с большим разгонным для ветра расстоянием. Это важно для интерпретации древних дельт и слоистых пород: некоторые следы, которые сегодня изучают геологи, могли образоваться в результате волновой активности.  Для экзопланет результаты оказались еще интереснее. На Kepler-163 b с предполагаемыми озерами из серной кислоты, и на LHS 1140 b с водными океанами, волны образуются с трудом и «длятся» меньше. А вот на сверхгорячей 55 Cancri e, где, судя по всему, находятся озера из жидкой лавы, волны могут появиться при почти штурмовом ветре не менее 37 метров в секунду (около 130 километров в час). Сами волны при этом остаются небольшими.   По сути, авторы научной работы показали, что волны — не просто предмет пейзажа, а настоящий геологический инструмент. По ним можно судить о прошлом климата планеты, плотности ее атмосферы и даже шансах на существование условий, пригодных для жизни. Выходит, однажды именно рябь на поверхности далекого инопланетного моря может подсказать, насколько он похож на Землю.

Даже слабые ветры подняли огромные волны на Титане

Ускоритель «Нуклотрон» позволит установить причину асимметрии Вселенной и найти темную материю

Модернизация ускорителя позволит обнаружить электрический дипольный момент, что поможет понять, почему после Большого взрыва материя стала преобладать над антиматерией. Одновременно установка расширит возможности поиска аксионов — частиц, претендующих на роль темной материи. «Нуклотрон» — базовый объект Объединенного института ядерных исследований. Он представляет собой сверхпроводящий ускоритель с кольцом длиной 251 метр в окружности, предназначенный для экспериментов с ускоренными тяжелыми ионами и ядрами атомов. Как пояснили ученые, измерение электрического дипольного момента требует когерентного поляризованного пучка, в котором сохраняется поляризация и все спины прецессируют с одинаковой частотой. Для этого в мире предлагают создавать сложные специализированные и дорогие конструкции. Предложенное же решение предполагает разделение магнитных и электрических полей в разных частях ускорителя. Это позволяет установить необходимое оборудование в туннеле «Нуклотрона» и обойтись без строительства новых установок. Статья с описанием вариантов модернизации ускорителя опубликована в Physics of Atomic Nuclei — англоязычной версии журнала «Ядерная физика». Издание считается ведущим в России в своей области. Преобразования позволят «Нуклотрону» выполнять сразу две задачи: быть эффективным ускорителем-инжектором (бустером) для коллайдера NICA — новой мегаустановки, введенной в эксплуатацию в 2025 году, и одновременно остаться самостоятельной экспериментальной установкой для поиска новой физики. «Для решения этих задач предлагается модернизация магнитооптической структуры „Нуклотрона”. Наряду с основными функциями бустера коллайдера NICA она позволит контролировать и поддерживать поляризацию, а также проводить эксперименты по поиску электрического дипольного момента легких ядер — дейтрона и протона»,— пояснил Сергей Колокольчиков, один из авторов проекта, младший научный сотрудник лаборатории физики ускорителей МФТИ и аспирант Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН. По его словам, в предложенной модернизации кольцо «Нуклотрона» будет работать на пониженной энергии — порядка 6–8 ГэВ. Такой подход, с одной стороны, обеспечивает условия для фундаментальных экспериментов по поиску электрического дипольного момента при низкой энергии — 270 МэВ, а с другой — сохранит функцию установки как ускорителя поляризованных пучков для коллайдера NICA. «Ключевым условием при модернизации являлось создание достаточного места для размещения прямых фильтров Вина,— сообщил Сергей Колокольчиков.— Это достигается путем уменьшения общей длины поворотных магнитов на „Нуклотроне”, за счет увеличения поля до 1,8 Тл в поворотных магнитах». Благодаря размещению фильтров Вина (устройств, в которых электрическое и магнитное поля скрещиваются под прямым углом) на «Нуклотроне» становится возможной реализация концепции квазизамороженного спина, для измерения электрического дипольного момента, а также привлекательным поиск аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять темную материю. Фильтры Вина позволяют управлять спином (направлением вращения) частиц, не изменяя энергию пучка, отмечают авторы. Они компенсируют отклонение спина, возникающее из-за прецессии, обусловленной магнитным дипольным моментом в поворотных магнитах, что позволяет выделить ЭДМ-сигнал. Если аксионы существуют, то они создают вокруг себя слабое псевдомагнитное поле. Проходя через ускоритель, эти поля заставляют колебаться спины частиц. Анализируя такие осцилляции, можно обнаружить аксионы. Таким образом модернизированный «Нуклотрон» с фильтрами Вина сможет выступить в роли широкополосной антенны для регистрации проявлений темной материи.

Ускоритель «Нуклотрон» позволит установить причину асимметрии Вселенной и найти темную материю

Биологи впервые наблюдали мирную cмену королевы у голых землекопов

Голые землекопы — небольшие грызуны с морщинистой, лишенной шерстного покрова кожей, ведущие подземный образ жизни. Они живут колониями в засушливых полупустынях Восточной Африки, роя сложные системы туннелей на глубине до двух метров под поверхностью почвы. Эти грызуны уже давно в центре интересов ученых благодаря своим уникальным характеристикам: относительно долгой жизни (более 30 лет), нечувствительности к боли, устойчивости к возрастным заболеваниям, таким как рак. Среди необычных особенностей голых землекопов — их эусоциальность: социальная структура колоний этих млекопитающих похожа на социальную структуру колоний общественных насекомых, таких как муравьи или пчелы. Как и в муравейниках или в ульях, в колониях голых землекопов царит жесткая иерархия. Все особи делятся на репродуктивных, к которым относится одна самка, королева, и нерепродуктивных — «вспомогательный персонал». Королева рожает все потомство, в то время как другие члены колонии поддерживают сложные подземные туннели, добывают пищу, заботятся о новорожденных и выполняют другие необходимые работы. Однако когда королева начинает хуже справляться со своими обязанностями или умирает, в колонии наступает хаос. Остальные самки ожесточенно дерутся и убивают друг друга и детенышей, пока не определится одна победительница, которая займет трон и станет единственной размножающейся самкой в колонии. Такое социальное устройство не лишено издержек. Так, рост колонии зависит от способности одной-единственной королевы зачать и родить потомство. Поскольку королеве приходится постоянно силой подтверждать свое доминирование, это требует от нее больших энергетических затрат и чревато травмами. Поэтому ученые из Института биологических исследований Солка (США), статья которых опубликована в журнале Science Advances, задались вопросом, выработали ли голые землекопы механизм мирной смены поколений. Исследователи в течение шести лет наблюдали в лаборатории за небольшой, хорошо функционирующей колонией голых землекопов. Поначалу, в июле 2019 года, она состояла из королевы по имени Тере, одного репродуктивного самца и четырех детенышей. Чтобы смоделировать сценарии типа «королева мертва», но не избавляясь от самой Тере, ученые со временем последовательно ввели два стрессовых фактора окружающей среды, которые, как известно, дестабилизируют размножение у других грызунов: увеличение плотности колонии и перемещение колонии. Перемещение колонии в новый террариум привело к тому, что репродуктивный успех Тере был полностью подорван: она больше не могла производить потомство. Именно тогда начался процесс постепенной, ненасильственной смены власти. В течение следующего года исследователи наблюдали, как две дочери Тере, сестры из помета 2019-го, начали последовательно размножаться, медленно продвигаясь к вершине иерархии. Причем королева сотрудничала с ними и поддерживала во время частично совпадающих беременностей, чтобы помочь колонии процветать в условиях стресса. В итоге, в конце 2025 года, одна из дочерей по имени Арвен мирно заняла место королевы, а Тере перешла в колонии на нерепродуктивную роль. Это свидетельствует о большей, чем считалось до сих пор, социальной и репродуктивной гибкости, а значит, и о биологической устойчивости голых землекопов, заключили исследователи.

Биологи впервые наблюдали мирную cмену королевы у голых землекопов

Ученые доказали, что термоядерная энергетика никогда не будет рентабельна

Специалисты годами называли термоядерный синтез главным способом получения чистой электроэнергии. Политики рассматривали водородную отрасль как безупречный вариант отказа от нефтегазового топлива. Американское правительство выделило миллиард долларов на такие проекты на 2024 год. Венчурные инвесторы дополнительно потратили два миллиарда долларов на поиск новых сверхпрочных сплавов. Воодушевление строилось лишь на теоретических вычислениях и успехах других промышленных отраслей. Физики ошибочно переносили темпы падения цен массовых солнечных батарей на сложную ядерную физику. Экономические модели сулили снижение расходов минимум на 20% при каждом следующем удвоении введенной энергетической мощности комплекса.  Сомнения в реалистичности планов возникали давно: еще в 2021 году Илон Маск называл подобные проекты полностью ненужными из-за громоздкости. Долгое отсутствие реально работающих реакторов мешало строгой проверке рекламных заявлений стартапов. [shesht-info-block number=1] Швейцарские ученые смоделировали перспективы удешевления нового оборудования и пришли к неутешительным выводам. Результаты опубликовали в журнале Nature Energy.  Исследователи детально проанализировали методики магнитного удержания плазмы и передового лазерного инерциального синтеза. Скорость падения цены реактора напрямую зависела от размеров конструкций, внутренней архитектуры и сложностей программной адаптации под рельеф местности. Авторы концепции опросили 28 опытных проектировщиков, чтобы оценить системы по стандартной семибалльной шкале. Схема токамака ИТЭР и интегрированных систем установки показывает сложность объекта / © ITER gallery Для сравнения конструкторы выдали солнечным панелям два балла за предельную простоту. Классические крупногабаритные атомные электростанции заработали шесть баллов. Магнитные термоядерные комплексы пробили потолок и удостоились почти семи баллов. Вакуумный реактор по внутреннему строению походил на многослойную сферу. Малейшее изменение параметров рабочей плазмы неминуемо заставляло персонал полностью переделывать внешние защитные барьеры. Габариты строений также крайне мешали срезанию капитальных затрат. Магнитному реактору физически требовалась базовая мощность от 530 мегаватт для полноценного выхода на окупаемость, а лазерным системам — от 230 мегаватт. Огромные размеры зданий навсегда исключили поточный фабричный выпуск стандартизированных узлов. Каждое эксклюзивное строительство заставляло ученых изобретать уникальную подстройку водоснабжения под жесткие сейсмические требования территории. Инженеры гарантированно лишились возможности собирать рабочее ядро на заводах и привозить его готовым прямо на площадку. Площадка ИТЭР размером 1 км на 400 м, на которой строится крупнейший в мире термоядерный реактор / © ITER gallery Аналитики изучили бюджетные сметы десятков профильных компаний отрасли. Ожидаемые капитальные вложения отличались на порядки. Независимые разработчики оценивали траты в пределах 1400 долларов на один киловатт мощности. Представители государственных структур закладывали колоссальные суммы вплоть до 43 000 долларов на один киловатт. Авторы новой научной работы отказались рассчитывать мифическую точную цену строительства. Колоссальный разброс сумм наглядно продемонстрировал меру высочайшей неопределенности и непрогнозируемых стартовых рисков для нового рынка электроэнергии. Расчеты швейцарской группы на основе исторического опыта сооружения атомных систем обрисовали пессимистичную картину для потенциальных кредиторов. Истинный темп падения расходов составил скромные 5%. Это вместе с гигантскими бюджетами на возведение первых установок оставило водородный синтез далеко позади ветрогенераторов по уровню рентабельности. [shesht-info-block number=2] Строгое академическое моделирование охладило пыл энтузиастов и доказало искусственно завышенную прибыльность перспективных установок. Исследователи пришли к выводу, что для жизнеспособности плазменной отрасли физикам потребуется отказаться от гигантских масштабов комплексов в пользу поиска кардинально новых компактных реакторов. Но, конечно, все может быть не так однозначно. Редакция Naked Science взяла комментарий по поводу этой научной работы у директора частного учреждения госкорпорации по атомной энергии «Росатом» «Проектный центр ИТЭР» Анатолия Витальевича Красильникова. Он подчеркнул, что технология находится на этапе доказательства реализуемости, а какое будет решение по концепции реактора будет видно в будущем. Поэтому пока рано говорить о стоимости: На сегодняшний день есть несколько концепций термоядерного реактора: токамак ITER, китайский токамак BEST, лазерный синтез, стеллараторы, открытые ловушки. Какая концепция будет в результате лидером в будущем прогнозировать сложно. Сейчас по параметрам исследования плазмы лучше всего проявляет себя токамак. А какое будет решение по концепции реактора покажет будущее. Да, это заведомо намного сложнее ядерного реактора и, тем более, солнечных батарей. Поэтому сейчас вряд ли кто-то может реально прогнозировать, как может меняться стоимость термоядерного реактора после выбора концепции. Второй важный момент — это несравниваемые сферы. Скажем, как можно сравнивать источник энергии в космосе с гидроэлектростанцией? Там не будет такого, а только очень ограниченные виды топлива, в частности, термоядерное. Поэтому для некоторых задач может не быть альтернативы. И тогда мы либо идем за будущим, либо остаемся на Земле и считаем рентабельность. По поводу компактизации, уменьшать размеры несомненно надо, но относительно уровня компактизации сейчас сказать ничего нельзя. Конечно, будут нужны станции и по 100 мегаватт, а не только гигаваттные, но на текущем этапе мы доказываем реализуемость. Это область исследований: строим и пытаемся понять, как это работает, а дальше будем оптимизировать и компактизировать в зависимости от финального решения.

Ученые доказали, что термоядерная энергетика никогда не будет рентабельна

Ученые нашли связь между темными чертами личности и стремлением к лидерству

В психологии для описания особенностей темных черт личности используют понятие «темная триада», которое включает три черты: субклинический психопатизм (холодность и импульсивность), макиавеллизм (цинизм и склонность манипулировать) и нарциссизм (чувство превосходства и потребность во внимании). Люди с такими чертами характера часто склонны к манипуляциям и недостатку эмпатии. Ученые ранее доказали, что такие люди тяготеют к тем сферам, где их особенности не просто допустимы, а даже вознаграждаются. Психопаты интересуются предпринимательскими профессиями, макиавеллисты избегают социальной работы, а нарциссы любят творческие, социальные и руководящие роли. В новом исследовании ученые взяли семь граней темной триады и измерили профессиональные интересы по новой модели, которая включает восемь измерений: науки о здоровье, творческое самовыражение, технологии, работа с людьми, организационная деятельность, влияние (лидерство и убеждение), природа и работа с вещами. Они применили метод сетевого анализа, который позволяет увидеть не просто отдельные связи, а целую систему взаимодействий между разными чертами и интересами. Результаты исследования опубликовали в журнале Personality and Individual Differences. В исследовании участвовали 609 студентов крупного американского университета. Опрос проводили в два этапа с перерывом в две недели. Сначала участники заполнили опросники на все семь граней темной триады. Через две недели те же студенты оценили, насколько им нравятся разные виды деятельности — от ведения переговоров до ухода за животными. [shesht-info-block number=1] Затем ученые построили сетевую модель, где каждый показатель стал отдельным узлом, а связи между узлами показали, насколько сильно две характеристики связаны друг с другом с учетом всех остальных связей. Дополнительно исследователи вычислили центральность узлов — то есть то, какие переменные самые важные и служат мостами между кластером темных черт и кластером профессиональных интересов. Как выяснилось, разные грани одной темной черты по-разному связаны с карьерными предпочтениями: психопатическая дерзость тянется к лидерству и престижу, а подлость — к уединенной работе с техникой. Макиавеллисты избегают помогающих профессий, но циничные из них интересуются влиянием. Нарциссы же стремятся к восхищению через творчество и власть. Интерес к лидерству и влиянию оказался центральным мостом между всеми темными чертами и профессиональными интересами. Люди с темными чертами, в особенности дерзкие и жаждущие восхищения, сильнее всего тянутся к руководящим должностям, где можно получить власть и статус. При этом откровенно враждебные грани связаны с лидерством слабее — наверх выходят те, кто умеет производить хорошее впечатление.

Ученые нашли связь между темными чертами личности и стремлением к лидерству

Ежедневный уход за полостью рта снизил риск развития пневмонии у пациентов больниц

Внутрибольничная пневмония — это легочная инфекция, которая возникает спустя 48 часов и более после госпитализации. В группе высокого риска числятся пациенты, подключенные к ИВЛ. У них развивается так называемая вентилятор-ассоциированная пневмония. Искусственная вентиляция легких и дыхательные трубки создают условия, при которых патогены легче проникают в нижние дыхательные пути и накапливаются, что повышает риск инфекции.  Но внутрибольничная пневмония возникает и у тех, кто не подключен к ИВЛ. Приблизительно через двое суток после госпитализации у человека могут появиться первые признаки: высокая температура, кашель и одышка. Ученые пока не до конца понимают, почему легочная инфекция развивается у пациентов, которые не подключены к аппаратам искусственной вентиляции легких. Однако известно, что легочная инфекция увеличивает время пребывания в стационаре, повышает расходы на лечение и смертность.  Австралийский исследователь Бретт Митчелл (Brett Mitchell) из частного Университета Эйвондейл предположил, что источник проблемы связан с полостью рта пациента.  Во рту у людей живут бактерии, которые образуют сложную экосистему — микробиом полости рта. Когда человек попадает в больницу, этот микробиом меняется, из-за плохой гигиены там может становиться слишком много бактерий. Вместе со слюной они могут попадать в дыхательные пути и доходить до легких, из-за чего возрастает риск пневмонии.  [shesht-info-block number=1] При этом повседневная гигиена в больницах часто уходит на второй план. Многие пациенты не чистят зубы, а медицинский персонал редко включает уход за полостью рта в стандартный список процедур. Митчелл с коллегами решил выяснить, поможет ли регулярный уход за полостью рта снизить вероятность развития внутрибольничной пневмонии. Исследователи провели эксперимент, в котором участвовали 8870 пациентов из трех австралийских больниц. Он длился год и стал крупнейшим в своем роде.    На протяжении первых трех месяцев ученые лишь наблюдали за здоровьем пациентов с помощью медицинских карт. Затем постепенно каждые три месяца стали вводить в больницах новую практику — людям выдавали щетку, пасту и объясняли, как ухаживать за зубами. То есть сперва такую практику внедрили в одной больнице, через три месяца — во второй, еще через три месяца — в третьей. К концу эксперимента все испытуемые стали пользоваться пастой и щеткой.  [shesht-info-block number=2] Такой «промежуточный» подход позволил сравнить состояние пациентов до и после введения новой практики и оценить эффект через конкретные промежутки времени. Параллельно команда Митчелла обучала медсестер уходу за полостью рта. Медперсоналу предоставили ссылки на клинические рекомендации, просили напоминать пациентам о необходимости чистить зубы и пользоваться зубной нитью, а также помогать тем, кто не мог делать это самостоятельно.  В первые три месяца, до внедрения программы, за полостью рта ухаживали 15,9 процента пациентов. После начала программы показатель вырос до 61,5 процента. В среднем они чистили зубы 1,5 раза в день.    Самое интересное: после перехода на новую практику заболеваемость внутрибольничной пневмонией у людей, не находящихся на ИВЛ, существенно снизилась. До выдачи пасты и щеток заболеваемость составляла один случай на 100 дней госпитализации. После того как пациенты получили гигиенические средства, этот показатель снизился до 0,41. То есть риск развития инфекции упал на 60 процентов. Для медицинских учреждений это значительное улучшение, достигнутое без сложных технологий и дорогих процедур. [shesht-info-block number=3] При этом специалисты отметили, что эффект от чистки зубов может оказаться неодинаковым для разных людей. Многое зависит от того, с каким заболеванием человек попал в больницу, а также от его привычек до госпитализации. Если пациент дома чистил зубы два раза в день, то, скорее всего, он продолжит это делать и в стационаре. Если же человек никогда не уделял внимания гигиене рта, то и в больнице его трудно будет заставить взяться за щетку. Свои выводы исследователи представили на конгрессе Европейского общества клинической микробиологии и инфекционных заболеваний в Мюнхене.

Ежедневный уход за полостью рта снизил риск развития пневмонии у пациентов больниц

ЕКА нашло замену российской ракете для проекта ExoMars

NASA объявило о начале реализации проекта ROSA (Rosalind Franklin Support and Augmentation) — программы поддержки миссии «Розалинд Франклин» Европейского космического агентства (ЕКА). Это та самая марсианская миссия, в которой изначально участвовала Россия. Сотрудничество ЕКА и «Роскосмоса» прекратилось в 2022 году, всего за полгода до запланированного запуска: готовый аппарат пришлось законсервировать, и судьба всей программы оказалась под угрозой. Перезапуск миссии состоялся в 2024-м. Запуск и посадка марсохода «Розалинд Франклин» на поверхность Марса — вторая часть программы ExoMars. Первой был запуск орбитального зонда Trace Gas Orbiter (до сих пор успешно работает) и демонстратора мягкой посадки Schiaparelli (потерпел крушение). На втором этапе к Красной планете должны были отправиться европейский марсоход «Розалинд Франклин» с российским радиоактивным нагревателем и российская посадочная платформа «Казачок». Запуск планировали на ракете «Протон-М». В 2024 году ЕКА заключило контракт с консорциумом аэрокосмических предприятий под руководством Thales Alenia Space, который согласился изготовить новую посадочную платформу вместо российской и хранить готовые компоненты. Тогда же европейцы договорились с NASA о расширении участия последних в проекте. Американская часть программы перешла в фазу предварительного проектирования и завершения технологических разработок (фаза B). Это произошло два года назад. [shesht-info-block number=2] Теперь началась реализация. NASA перешло к фазе окончательного проектирования и изготовления (фаза C), за которой последует фаза сборки и испытаний (фаза D) проекта ROSA. Американское агентство предоставит тормозные двигатели для посадочного модуля, а также радиоактивный обогреватель, специализированную электронику и новейший масс-спектрометр для марсохода. И, конечно, транспорт — ракету Falcon Heavy компании SpaceX. Запуск состоится не раньше конца 2028 года. Если миссия пропустит это окно запуска к Марсу, то, вероятно, отправку перенесут на 2031-й. Возможно, придется изменить и место посадки. При этом в предложении агентства по бюджету на 2027 год не заложено финансирование для ROSA, и программа не упоминается в подробном описании бюджета, опубликованном 3 апреля. И все же пока ни представители NASA, ни ЕКА не заявляли об угрозе отмены сотрудничества. Испытания модели каркаса посадочной платформы / © Thales Alenia Space/ALTEC Марсоход «Розалинд Франклин» будет искать на Красной планете следы жизни: органические соединения и биомаркеры. Шестиколесный аппарат будет оснащен аналитической лабораторией и двухметровым буром для отбора образцов грунта, не затронутых космической радиацией. [shesht-info-block number=1] Посадочную платформу (замену российского «Казачка») изготавливает Airbus. Она будет проще российской версии, в ней не будет научных приборов. В январе 2026 года Airbus вместе с Thales Alenia Space впервые показала ее испытания. Полноценную модель будущей платформы в течение месяца «роняли» с большой высоты под разными углами, чтобы проверить, выдержат ли «ноги» посадку. Система должна будет раскрыть четыре «ноги», когда датчики засекут приближение к поверхности.

ЕКА нашло замену российской ракете для проекта ExoMars

Ученые обнаружили универсальный темп «языка» животных

Исследователи объяснили, почему самые разные животные, от светлячков до китов, передают сигналы в узком диапазоне частот от 0,5 до 4 герц. Компьютерное моделирование показало, что этот универсальный темп продиктован не строением голосовых аппаратов, а скоростью работы нервных клеток слушателя или зрителя. Во время экспедиции в Таиланд ученые из США вели видеосъемку светлячков. В момент записи исследователи заметили, что местные сверчки поют синхронно с миганием светлячков. Они предположили, что это не случайность. Чтобы проверить предположение, авторы работы, опубликованной в журнале PLoS Biology, проанализировали научные публикации и базу звуков дикой природы xeno-canto. Они отобрали ритмичные сигналы птиц, летучих мышей, амфибий, насекомых и млекопитающих. Данные показали, что виды, чьи массы различаются в сто миллионов раз между собой (как насекомые и киты), концентрируются в узком диапазоне общения — от 0,5 до 4 импульсов в секунду (герц). В неврологии этот диапазон соответствует низкочастотным дельта-ритмам мозга. Исследователи выдвинули гипотезу о нейронном резонансе: мозг слушателя максимально эффективно усваивает те внешние сигналы, чья частота совпадает с его собственными внутренними ритмами. Чтобы проверить свое предположение, авторы смоделировали математическую нейронную сеть. В модель заложили биофизический лимит: одиночной нервной клетке требуются сотни миллисекунд, чтобы накопить заряд и выдать новый импульс (время интеграции информации). Из-за этого ограничения собственная частота работы виртуального нейрона составила около 2 герц. Физики перебрали более полутора тысяч вариантов архитектуры связей и подали на виртуальные нейронные цепи внешние сигналы разной частоты. То, насколько слаженно сеть входит в резонанс со стимулом, оценивали по параметру порядка (R). В модель также добавили гетерогенность — легкий разброс в характеристиках отдельных нейронов, имитирующий биологическое несовершенство живых клеток. Симуляция показала, что виртуальная нейросеть максимально эффективно (то есть синхронно) реагирует на внешний стимул только в том случае, если его частота совпадает с базовой частотой самих нейронов (около 2 герц). То, как именно нейроны соединялись друг с другом (топология сети), практически не влияло на результат. При этом добавление в модель биологического хаоса улучшило работу системы: разнородность клеток позволила сети улавливать и резонировать даже с теми сигналами, которые слегка сбивались с идеального ритма. Выявленный универсальный темп совпадает с музыкальными предпочтениями людей. Самый популярный ритм в поп-музыке составляет 120 ударов в минуту, что в точности равняется 2 герцам — идеальной частоте для резонанса нейронных цепей. Отклонения от этого правила встречаются преимущественно в жестовой коммуникации гигантских животных, где огромная масса физически не позволяет двигать конечностями несколько раз в секунду. Эволюция коммуникации шла по пути адаптации отправителя к получателю. Животным не пришлось изобретать уникальные системы дешифровки для каждого вида. Естественный отбор откалибровал частоту передачи звуковых и световых сигналов под фундаментальные физические ограничения нервных клеток, задав единый ритм общения для всей биосферы.

Ученые обнаружили универсальный темп «языка» животных
❌