Для проверки гипотезы специалистами были привлечены 200 человек в возрасте от 18 до 60 лет. На первом этапе с помощью опросника Ганса Айзенка их разделили на четыре группы по типу темперамента: холерики, сангвиники, флегматики и меланхолики. Далее была проведена комплексная диагностика бруксизма. В нее вошли анкетирование, стоматологический осмотр и электромиография жевательных мышц для объективной оценки мышечной активности.
Результаты показали четкую зависимость между типом темперамента и частотой бруксизма. Чаще всего это расстройство встречалось у людей с холерическим типом темперамента (у 72% участников). В группе меланхоликов этот показатель составил 60%, у сангвиников 54%, а у флегматиков — 38%.
При оценке интенсивности симптоматики исследователи использовали визуализированную аналоговую шкалу болевого синдрома: наибольшее значение зафиксировано именно у холериков (7,5 балла), минимальные значения выявлены у флегматиков (4,2 балла).
Процент осложнений, таких как повышенная стираемость твердых тканей зубов, также варьировался: 40% у холериков, 20% у сангвиников, 10% и 25% у флегматиков и меланхоликов.
Подтверждением указанных закономерностей стало проведение электромиографического исследования: у пациентов с бруксизмом биоэлектрическая активность жевательных мышц была в среднем на 15,2% выше, чем в контрольной группе. Наибольшие показатели мышечной активности при функциональных пробах («сжатие в окклюзии», «имитация бруксизма») также были зарегистрированы у холериков и меланхоликов.
Ученые Саратовского медуниверситета связывают выявленные различия с нейрофизиологическими особенностями, которые регулируются свойствами нервной системы. Холерики и меланхолики из-за повышенной эмоциональной реактивности и склонности к тревожности более подвержены мышечному гипертонусу, что и проявляется в виде бруксизма. Флегматики, отличающиеся устойчивостью к стрессу, демонстрируют самые низкие показатели.
Авторы подчеркивают необходимость учета индивидуальных особенностей пациентов при назначении терапии и профилактических мероприятий, что позволит стоматологам-ортопедам разработать более эффективные стратегии лечения и профилактики бруксизма.
Частоту скрежета зубов связали с типом темперамента
Зебровые амадины (Taeniopygia guttata) — небольшие певчие птицы семейства вьюрковых ткачиков. Они очень социальны, гнездятся колониями в австралийской глубинке и строят сложные куполообразные гнезда. Строительством гнезд занимаются только самцы. В дикой природе это происходит, в зависимости от условий окружающей среды, один или несколько раз в год.
В лаборатории амадины строят гнезда круглый год из разноцветных джутовых бечевок, которые предоставляют им ученые. Специалисты по изучению когнитивных функций животных из Университета Альберты (Канада) обратили внимание на то, что отдельные самцы имеют устойчивые цветовые предпочтения: одни, к примеру, явно одержимы желтым цветом, другие — синим или розовым.
Исследователи задались вопросом: если самец предпочитает какой-то один цвет и попадает в социум, где большинство гнезд построены в другом цвете, будет ли он следовать большинству или останется при своем? Будет ли при этом иметь значение сила его первоначального предпочтения? Чтобы ответить на вопрос, ученые провели трехэтапный эксперимент, подробное описание которого привели в журнале PLOS One.
Сначала исследователи «измерили» силу цветовых предпочтений каждого самца. Птицам показывали пучки синих и желтых бечевок и записывали, как долго они взаимодействовали с каждым из них. На основе этих измерений не только определили, какой цвет предпочитает тот или иной самец, но и рассчитали, насколько сильно он его предпочитает. Некоторые птицы проводили рядом с синим либо желтым пучком 95% своего времени, другие делили это время в пропорции 60/40, а у остальных явных предпочтений не было.
[shesht-info-block number=1]
Затем самцов, у которых заметили цветовые предпочтения, и их самок помещали в клетку, где четыре другие пары амадин высиживали яйца в гнездах. Условия были разные. Иногда все гнезда были построены из волокон предпочитаемого самцом цвета. В других случаях большинство либо все гнезда были построены из бечевок нелюбимого самцом цвета.
Самец мог наблюдать за этими гнездами и птицами, которые за ними ухаживали, в течение трех дней. Затем их с самкой возвращали в собственную клетку, предоставляли самцу материал обоих цветов и смотрели, как он поведет себя.
Выяснилось, что самцы со слабыми цветовыми предпочтениями чаще демонстрировали конформизм и подчинялись большинству: если большая часть гнезд была построена из волокон нелюбимого цвета, они переключались и использовали этот цвет сами.
А самцы с сильными цветовыми предпочтениями в основном сопротивлялись социальному влиянию. Они игнорировали большинство и строили гнездо из бечевок того цвета, который им нравился.
При этом все самцы явно обращали внимание на социальную информацию, то есть на тот цвет гнезд, который выбрали сородичи. Об этом свидетельствовало их поведение в начале строительства гнезда: когда большинство использовало нелюбимый цвет, самцы чаще всего сначала касались бечевок именно этого цвета. Но это далеко не всегда приводило к конформистскому поведению.
Таким образом, когда самец строил гнездо, в итоге решающее значение имел баланс между влиянием социальной среды и силой его изначальных убеждений. Чем сильнее были личные предпочтения, тем больше было шансов, что они возьмут верх и самец проявит нонконформизм.
В дальнейшем исследователи планируют выяснить, как на результаты строительства гнезд влияют предпочтения самок, которые отнюдь не пассивные наблюдатели. Они перебирают и перекладывают отобранный самцом материал и иногда даже выбрасывают его.
Среди самцов зебровых амадин нашли нонконформистов
Арктические льды и вечная мерзлота давно известны как хранилища древних микроорганизмов, однако ледяные пещеры до сих пор оставались почти неисследованными. Ученые рассматривают такие экстремальные среды как природные хранилища резистомов — совокупностей генов устойчивости к антибиотикам. Понимание того, как эти гены эволюционировали в полной изоляции, необходимо для прогнозирования путей распространения лекарственной устойчивости в современном мире.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Frontiers in Microbiology, выделили штамм SC65A.3 из ледяного керна с глубины более 25 метров. Чтобы определить вид и функции микроба, провели полногеномное секвенирование. Параллельно изучили физиологические пределы выживания бактерии, подвергая ее воздействию разных температур и концентраций солей. Ученые также протестировали чувствительность штамма к 28 антибиотикам и оценили его способность подавлять рост 20 различных патогенов.
Анализ показал, что бактерия принадлежит к виду P. cryohalolentis, сохраняет активность при температуре от +4 °C до +15 °C и выдерживает высокую концентрацию солей: до 1,9 моля на литр хлорида натрия (для сравнения: это примерно втрое выше средней концентрации в Мировом океане). В геноме микроба обнаружили более 100 генов резистентности, включая mcr-1, отвечающий за устойчивость к колистину — антибиотику последнего резерва в современной медицине.
Штамм проявил устойчивость к 10 антибиотикам из восьми классов, среди которых — цефалоспорины третьего поколения, фторхинолоны и рифампицин. Одновременно с этим бактерия показала антимикробный потенциал, подавив рост 14 патогенов, в том числе метициллинрезистентного золотистого стафилококка (MRSA) и синегнойной палочки.
Результаты научной работы доказывают, что ледяные пещеры служат скрытыми резервуарами древних резистомов и биоактивных соединений. Механизмы множественной устойчивости к лекарствам сформировались в микробных сообществах за тысячи лет до клинического применения антибиотиков. Изучение таких «законсервированных» систем открывает доступ к уникальным ферментам и молекулам, которые могут стать основой для разработки новых антибактериальных препаратов.
Во льду возрастом 5000 лет нашли бактерии, устойчивые к антибиотикам
Ученые из Южной Кореи изучили изменения частоты рака яичников в их стране в зависимости от различных факторов — годов рождения женщины, числа ее детей, получения или неполучения оральных контрацептивов и гормональной терапии после менопаузы. Результаты их работы опубликовали в JAMA Network Open.
Южная Корея — страна-рекордсмен по скорости вымирания. Скажем, если в России число людей в фертильном возрасте упадет в 10 раз лишь через 165 лет, а в Китае — за 90 лет, то у южнокорейцев этот результат, при сегодняшнем числе детей на женщину, будет достигнут всего через 60 лет. То есть, если демографические тренды не будут меняться, то к концу XXII — началу XXIII века Россия обгонит по населению Китай и Южную Корею вместе взятые.
После десятикратного падения численности населения в фертильном возрасте общество, при прочих равных, становится на грань коллапса, потому что немногочисленные оставшиеся жители почти поголовно будут глубокими стариками, за которыми, в отсутствии молодежи, некому будет ухаживать. Неясно и то, сможет ли такая «демография дома престарелых» поддержать работу экономики, или существование подобных стран будет зависеть исключительно от зарубежной гуманитарной помощи.
Происходящее серьезно давит на психику населения этой дальневосточной страны, в том числе вызывая серьезную обеспокоенность ее ученых. Среди прочего их интересует, как происходящий коллапс повлияет на частоту некоторых заболеваний.
Авторы новой работы изучили ситуацию с раком яичников у 2,286 миллиона корейских женщин от 40 лет и старше. Сравнивая женщин одного и того же возраста, но с разными жизненными обстоятельствами, они обнаружили, что вероятность этой болезни была выше у тех, у кого месячные начались в 12 лет или раньше (на 24-37 процентов), а также у тех, у кого менопауза наступила позже 55 лет (рост риска на 36 процентов). Стоит отметить, что по менархе исследователи использовали сравнение частоты рака яичников женщин, у которых месячные начались в 12 лет и ранее, и тех, у кого они начались после 16 лет. Вторая группа в нашу эпоху чрезвычайно далека от средних значений, что нужно учитывать при сравнении.
[shesht-info-block number=1]
Были и факторы, при которых риск рака яичников был снижен относительно среднего. Женщины, у которых было два и более ребенка, имели сниженный риск рака яичников. Для тех, кто еще не достиг менопаузы, падение риска было полуторакратным (на 32 процента), а для тех, кто старше возраста менопаузы, — чуть более скромным, на 29 процентов. Кормление грудью по 12 месяцев или дольше, а также использование оральных контрацептивов один год или дольше у дам, не достигших менопаузы, было связано с более низким риском такого вида рака (снижение на 14 процентов). А вот у женщин после возраста менопаузы (но кормивших грудью и принимавших оральные контрацептивы до нее) авторы говорят об отсутствии снижения такого риска.
Цифры этой работы сходны с данными по женщинам европеоидной расы, публиковавшимся ранее. Учитывая очень низкое среднее число детей в Южной Корее, среди них падение рождаемости существенно увеличило средний риск рака. Правда, рождаемость вне реально религиозных сообществ падает по всему миру. Поэтому то, что сегодня наблюдается с частотой рака яичников в Корее, завтра неизбежно станет реальностью и в России, и в других странах мира, за исключением, конечно, Израиля, где велика доля религиозного населения.
Падение рождаемости в Южной Корее привело к росту частоты рака яичников
Попугаи считаются интеллектуалами среди птиц: у них крупный мозг, они живут долго и способны учиться новым звукам всю жизнь. Однако большинство данных об их способностях получено в неволе, а вокальное поведение в дикой природе долго оставалось малоизученным.
Авторы исследования, опубликованного в Journal of Avian Biology, в течение трех лет записывали сложные трели 13 пар амазонов (Amazona auropalliata) в лесах Коста-Рики. Эти вокализации птицы используют во время защиты гнездовых участков от соседей-конкурентов. Чтобы расшифровать записи, ученые применили программу Voyant Tools, которой анализируют литературные произведения. С помощью программы провели анализ коллокаций — статистически значимой совместной встречаемости элементов сообщения.
Исследователи выделили в песнях попугаев лексикон из 36 типов сигналов, причем сигналов было больше, но остальные звучали слишком редко для исследования. Математический анализ подтвердил наличие синтаксиса: звуки не следовали друг за другом случайно. Птицы соблюдали 19 правил «положительной связи» (когда один звук обязательно притягивает другой) и четыре правила «отрицательной ассоциации» (запрет на соседство определенных сигналов). Более половины лексикона оказалось привязано к полу: 25% звуков издавали исключительно самцы или самки, а еще 31% имели выраженный «гендерный уклон».
Несмотря на строгую структуру и правила очередности, дуэты амазонов отличаются предельной гибкостью. Из 52 детально проанализированных записей лишь две оказались идентичными, остальные имели уникальную последовательность элементов. Птицы не просто воспроизводят заученную мелодию, а конструируют сообщение в реальном времени, подстраиваясь под вокализации партнера. Самки при этом чаще выступают инициаторами, задавая темп и структуру «диалога».
Научная работа доказывает, что в естественной среде попугаи используют «открытые» системы коммуникации, позволяющие создавать бесконечное количество комбинаций из ограниченного набора сигналов. Такая способность комбинировать блоки информации считается одним из ключевых этапов эволюции языка. Изучение этих механизмов важно не только для фундаментальной науки, но и для сохранения вида: желтошейные амазоны находятся на грани исчезновения, и вместе с популяцией гибнет их уникальная звуковая культура, которая передается через социальное обучение.
В «речи» диких попугаев обнаружили синтаксические правила
Считалось, что Японский архипелаг в эпоху позднего плейстоцена, примерно от 120 до 10 тысяч лет назад, служил убежищем для тигров. Эта гипотеза, основанная на находках крупных кошачьих и подкрепленная климатическими моделями, указывающими на благоприятные для тигров условия в юго-западной части Японии, кочевала из одной научной работы в другую. Остатки древних хищников, находимые по всему острову Хонсю, автоматически приписывали тиграм, полагая, что Японский архипелаг был восточной границей их ареала.
Однако эта гипотеза, ставшая почти аксиомой в научной литературе, никогда не была подтверждена прямым анализом самих остатков. Традиционная морфология — сравнение формы и размера костей — часто не способна дать однозначный ответ, особенно когда речь идет о близкородственных видах крупных кошачьих.
Ученые решили проверить устоявшуюся теорию с помощью самых современных методов. Для этого обратились к субфоссильным остаткам крупных кошачьих, хранящимся в японских музеях. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Всего исследователи отобрали 26 образцов с четырех раскопок, расположенных в северной, центральной и западной частях острова Хонсю. Задача была нетривиальной: работать с древней ДНК в условиях Японии крайне сложно. Из-за теплого и влажного климата, а также кислых вулканических почв, разрушающих биомолекулы, эндогенной (то есть принадлежащей самому ископаемому животному) ДНК в образцах оказалось ничтожно мало — менее 0,1 процента.
Благодаря методу гибридизационного захвата для выделения и обогащения митохондриальной ДНК удалось восстановить почти полные митохондриальные геномы пяти образцов. Кроме того, ученые создали специальные «зонды», нацеленные на участки генома, которые надежно различают разных кошачьих. Подтвердить выводы помог анализ белков, сохраняющихся гораздо лучше ДНК. Исследователи секвенировали белки из кости и нашли в них ключевое различие: аминокислота в определенном положении белка у японского хищника совпадала с львиной, а не с тигриной.
Все пять образцов, из которых удалось извлечь генетическую информацию, оказались не тиграми, а представителями вымершего вида — пещерными львами. Прямое радиоуглеродное датирование одного из образцов из префектуры Ямагути показало возраст приблизительно 35 тысяч лет, что соответствует периоду последнего ледникового максимума.
[shesht-info-block number=1]
Это позволило реконструировать события в новом ключе. Около 70-37 тысяч лет назад, когда из-за понижения уровня океана между материком и Японским архипелагом возник сухопутный мост на севере, пещерные львы проникли на острова и распространились далеко на юг, вплоть до современных префектур Сидзуока и Ямагути. Причем они сделали это, несмотря на то, что климат и ландшафт тех регионов считаются более подходящими для тигров.
Таким образом, ученые не только пересмотрели роль пещерных львов в древней фауне Японии, но и существенно расширили их известный ареал в целом. Граница распространения львов, которая, как считалось, проходила где-то на территории современного российского Дальнего Востока и Северо-Восточного Китая, в холодные эпохи смещалась далеко на юг, захватывая Японию. Более того, японские пещерные львы принадлежали к линии, вымершей на материке и на Аляске еще до наступления самой суровой фазы оледенения. Но на островах они, судя по всему, просуществовали на несколько тысяч лет дольше, что лишний раз подчеркивает уникальность островной биогеографии.
Раскопки в пещере Хининг-Вуд-Боун, расположенной на полуострове Фернесс, рядом с деревней Грейт-Оссик (графство Камбрия), проходили в 2023 году. Тогда археолог Мартин Стейблс нашел в пещере останки как минимум восьми человек.
Радиоуглеродный анализ показал, что кости относятся к разным эпохам. Самые древние — к раннему мезолиту, остальные — к раннему неолиту и началу бронзового века.
Спустя три года ученые из Университета Ланкашира, статья которых опубликована в журнале Proceedings of the Prehistoric Society, смогли извлечь достаточно ДНК из костей, чтобы определить: останки эпохи мезолита принадлежали девочке возрастом 2,5-3,5 года. Исследователи отметили, что им впервые удалось с такой точностью оценить возраст и пол ребенка, который жил между 9290 и 8925 годами до нашей эры.
Рядом с останками девочки обнаружили несколько бусин — раковины морских улиток и олений зуб с просверленными в них отверстиями. Возраст бусин совпал с возрастом костей ребенка. Это может свидетельствовать о том, что девочку не просто сбросили в пещеру, а преднамеренно похоронили с посмертными подношениями.
[shesht-info-block number=1]
Ученые пришли к выводу, что это самое древнее мезолитическое захоронение на севере Британии и третье по древности в Северо-Западной Европе. Все европейские захоронения эпохи раннего мезолита расположены в пещерах, поскольку охотники-собиратели воспринимали их как врата в мир духов, объяснили исследователи.
Нашедший останки Мартин Стейблс, который сам родом из Грейт-Оссика, назвал девочку Ossick Lass. На местном диалекте это означает просто «девочка» или «девушка из Оссика», тем самым навсегда связывая ее и место захоронения.
Ранний мезолит (около 10 000 — 6500 года до нашей эры) — переходный этап после окончания последнего ледникового периода, ознаменовавший конец палеолита (древнекаменный век). Ледник отступил, климат на территории Северной Европы начал быстро теплеть, на месте тундры появились густые леса, уровень моря повысился.
Люди адаптировались к происходящим переменам, приспосабливаясь к более зеленому, теплому и влажному миру. Они занимались охотой, рыболовством и собирательством. Племена перемещались вслед за добычей и сменой сезонов, создавая небольшие временные поселения. Отличительная черта этого периода — использование микролитов, небольших, обработанных кремневых камней, с помощью которых изготавливали более сложные орудия, такие как наконечники стрел, копья и ножи.
Древнейшие человеческие останки в Северной Британии принадлежали маленькой девочке
Большие языковые модели, такие как ChatGPT и LLaMA, показывают впечатляющие результаты в генерации текста, переводе и других задачах, но их огромный размер делает их дорогими в использовании и хранении. Традиционные методы сжатия — уменьшение точности чисел, удаление лишних связей или упрощение структуры — часто требуют долгого дообучения модели и могут ухудшить ее работу. Ученые искали способ сократить объем модели быстро и без потери ее интеллекта.
Исследователи НУЛ матричных и тензорных методов в машинном обучении Института ИИиЦН предложили метод ProcrustesGPT, основанный на идее, что выходные данные модели не меняются, если применить к ее внутренним весам специальные ортогональные преобразования — своего рода математические повороты. Как объясняют ученые, это такое преобразование пространства, которое может как угодно повернуть или перевернуть картинку, но не может растянуть или сжать ни один объект. Например, если взять лист бумаги с нарисованным на нем треугольником, то можно перевернуть или повернуть его под любым углом — длины сторон и углы между ними останутся точно такими же. В математике такое преобразование и называется ортогональным. Эти преобразования подбираются так, чтобы веса модели лучше поддавались сжатию с помощью структурированных матриц — математических конструкций, которые занимают гораздо меньше памяти. Результаты исследования опубликованы в ACL Findings 2025. Код метода доступен на GitHub.
Екатерина Гришина, стажер-исследователь НУЛ матричных и тензорных методов в машинном обучении, объясняет: «В основе нашей работы лежит изящная математическая концепция — задача Прокруста. Как и мифический герой, подгонявший путников под свое ложе, этот метод помогает найти идеальное ортогональное преобразование, которое подгоняет веса модели под простую структуру без искажения ее сути. Именно эта идея дала имя нашему методу — ProcrustesGPT — и стала ключом к сжатию без значительной потери качества».
В рамках работы были опробованы два типа таких структур: суммы кронекеровских произведений и GS-матрицы. Метод не требует дообучения модели, работает быстро и может применяться к уже существующим моделям. Эксперименты проводились на открытых моделях OPT и LLaMA2.
Новый метод ProcrustesGPT демонстрирует эффективность: он позволяет уменьшить объем больших языковых моделей на треть, а точнее, на 25–36% от исходного размера, сохранив при этом их интеллектуальные способности. Сжатые модели показывают результаты, близкие к оригиналам: на генерации связного текста и решении логических задач они сохраняют от 90 до 95% своей первоначальной эффективности.
В сравнении с другими современными методами сжатия, например SliceGPT, который также не требует длительного дообучения, ProcrustesGPT в большинстве тестов оказался точнее. Особенно ярко это преимущество проявляется при работе с моделями семейства LLaMA2, на которых разработанный подход опережает аналог на 9–10%.
Максим Рахуба, заведующий НУЛ матричных и тензорных методов в машинном обучении Института ИИиЦН НИУ ВШЭ, рассказывает: «Методы сжатия помогают ускорять внедрение больших языковых моделей в устройства с ограниченными ресурсами, такие как мобильные устройства и IoT-гаджеты, что делает ИИ более доступным и распространенным в повседневной жизни».
Как уместить языковую модель в меньшую память: метод ProcrustesGPT
Неоптерин — это нуклеотид, уровень которого в крови резко повышается в случае вирусных инфекций, аутоиммунных или онкологических заболеваний, при отторжения имплантов, а также при воспалительных процессах. В норме концентрация этого вещества в крови очень мала, а помимо неоптерина в крови много других соединений, из-за чего обнаружить и достоверно определить количество этих молекул в организме человека затруднительно.
Существующие методы, такие как хромотография и масс-спектрометрия, требуют сложной подготовки образца, вследствие чего на каждый анализ уходит достаточное большое время. Поэтому эти методы не отличаются высокой оперативностью, которая для некоторых больных имеет критическое значение.
Сотрудники Лаборатории плазмонно усиленной спектроскопии и биоимиджинга СПбГУ совместно с коллегами из научной группы биофотоники Университета разработали альтернативный, гораздо более быстрый и при этом достоверный, метод обнаружения этого маркера в крови человека. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopу.
«Мы применили метод усиленного поверхностью комбинационного рассеяния для анализа неоптерина прямо в сыворотке крови. Он заставляет молекулы неоптерина «кричать» под лазером так громко, что их становится хорошо «слышно» среди всего «шума» крови. Этот подход решает сразу проблему скорости, простоты и чувствительности, позволяя проводить измерение практически сразу и быстро получать результат», — объяснила доцент кафедры физической химии СПбГУ Елена Соловьева.
Ученые синтезировали наночастицы золота и собрали в агрегаты с помощью соляной кислоты. В таком случае в зазорах между близко расположенными наночастицами возникают зоны более значимого усиления электромагнитного поля, чем обеспечивает одиночная частица. Если нужная молекула попадает в такие зазоры, ее оптический сигнал усиливается в миллионы раз.
Вместе с этим, авторы разработки выявили уникальные спектральные «полосы-маркеры», по которым можно достоверно отличить неоптерин от других молекул, в том числе аминокислот и белков, которые содержатся в крови в избытке. Чтобы результаты анализа были достоверными и не зависели от локальных факторов — концентрации частиц или мощности лазера — ученые СПбГУ применили так называемый внутренний контроль. Для этого они использовали при обработке данных сигнал не от самого неоптерина, а его отношение к другому, стабильному сигналу от белков сыворотки. Таким образом, учитывается изменение локальных параметров пробы, что позволяет определять концентрацию неоптерина без искажений. Работоспособность метода уже подтвердили при проведении лабораторных экспериментов.
Созданный учеными Санкт-Петербургского университета метод «видит» наномолярные концентрации соединений и четко распознает неоптерин среди множества других компонентов крови. При использовании метода образец сыворотки крови смешивается с готовыми золотыми наночастицами и кислотой — результат можно получить уже через несколько минут. Как отмечают исследователи, разработку можно адаптировать для мониторинга тяжести вирусных инфекций, контроля эффективности терапии при аутоиммунных заболеваниях, наблюдения за пациентами после трансплантации, поскольку анализируемая молекула является маркером связанных патологий.
Молекула метиленхлорида (12CH235Cl2) имеет большое значение в химических технологиях переработки нефти и атмосферных процессах, в том числе в глобальном потеплении. Существующие ранее данные даже о самых нижних состояниях метиленхлорида были недостаточными из-за неточностей в параметрах модели молекулы. Ранее политехники описали важные спектральные характеристики молекулы — вращательную структуру и квадруполь-вращательные эффекты в спектрах метиленхлорида. Однако для составления полного представления о молекуле необходимы данные о ее поведении в возбужденных состояниях, которые до сих пор не были описаны с необходимой точностью.
Ученые Томского политеха представили новую высокоточную математическую модель различных изотопических модификаций метиленхлорида, содержащих ядра 35Cl и 37Cl, в возбужденных колебательных состояниях (неустойчивое состояние, характеризующееся повышенной внутренней энергией — ред.). Исследование проходило в диапазоне 0,75-1,1 гигагерц субмиллиметрового излучения.
«Молекула метиленхлорида, как и любая другая, имеет десятки колебальных состояний сложно взаимодействующих друг с другом. Каждая полоса спектра такой молекулы может содержать от тысяч до десятков тысяч отдельных линий, которые должны быть описаны. При этом каждая молекула также может иметь много различных изотопических модификаций: они, как правило, имеют схожие физические и химические свойства, но могут кардинально различаться по спектроскопическим свойствам. Это, с одной стороны, усложняет полное корректное описание состояний молекулы, но, с другой — дает дополнительные возможности для решения этой проблемы. В наших исследованиях мы рассматриваем разные изотопологи метиленхлорида — по большому счету их можно считать разными молекулами из-за различия их спектроскопических свойств. Их изучение является весьма важным для решения различных задач астрофизики и промышленности», — отметил один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Олег Уленеков.
В исследовании ученые использовали усовершенствованную модель так называемого гамильтониана Уотсона для ассиметричного волчка и современные программные комплексы. На них политехники выполнили анализ экспериментальных данных и определили параметры модели. Это позволило проанализировать более 10 500 линий (более 40 000 переходов) в спектрах молекулы CH235Cl37Cl в возбужденных колебательных состояниях с учетом сверхтонкой структуры, вызванной наличием квадруполь-вращательных взаимодействий.
Результаты исследования показали, что среднеквадратичное различие между используемыми экспериментальными данными и теоретическими расчетами на основе полученных параметров модели составляет от 21 до 26 килогерц (для различных колебательных состояний), что в 200-400 раз точнее, чем в известных в мировой литературе публикациях.
Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы ученых опубликованы в журнале Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (Q2, IF: 1,9).
Российские ученые в 400 раз точнее предсказали поведение молекулы, связанной с разрушением озонового слоя