Хотя каждый химический элемент определяется фиксированным числом протонов в атомном ядре, количество нейтронов в нем не фиксировано. Такие ядерные конфигурации образуют семейства изотопов элемента — заряд у них одинаковый, а массовые числа различаются. Если соотношение протонов и нейтронов становится слишком несбалансированным, ядро теряет стабильность и может спонтанно распадаться. Тяжелые элементы с большим ядром обычно имеют меньше стабильных изотопов. При определенных числах протонов и нейтронов некоторые изотопы оказываются необычайно стабильными. Причины этого физики долго не могли полностью объяснить. Такие «магические ядра» ученые часто описывают с помощью оболочечной модели ядра. Эта концепция рассматривает нуклоны, протоны и нейтроны как частицы, занимающие дискретные энергетические уровни. Переходы между уровнями при этом сопровождаются поглощением или испусканием энергии из ядра. [shesht-info-block number=1] Несмотря на то что оболочечная модель ядра позволяет предсказывать, какие комбинации нуклонов образуют магические ядра, она не полностью отражает физику реальных атомных ядер. Например, она не может использовать в моделировании в явном виде сильное ядерное взаимодействие — силу, которая связывает нуклоны и позволяет положительно заряженным протонам сосуществовать в ядре, не разлетаясь в разные стороны. Долгое время объяснить существование магических ядер при действии сильного взаимодействия было серьезной проблемой для физиков-теоретиков. Научная группа под руководством Чэньжуна Дина (Chenrong Ding) из Университета Сунь Ятсена (Китай) нашла способ это сделать. Физики описали квантовую систему атомного ядра с помощью набора волновых функций, описывающих возможные состояния системы и вероятность каждого из них. Ученые не могут непосредственно наблюдать энергетические уровни нуклонов в ядрах и взаимодействия между ними. Но их коллективно передает волновая функция, описывающая ядро целиком. Исследователи сосредоточились на олове-132 — дважды магическом изотопе, содержащем 50 протонов и 82 нейтрона. Они изучили реальные данные об олове с высоким энергетическим разрешением и «размыли» картину до низкого разрешения, в рамках которого ядро описывается волновой функцией. При этом процессе естественным образом проявилась ожидаемая в рамках теории оболочечного строения ядра картина энергетических уровней. Магические числа протонов и нейтронов, как и предсказывает оболочечная модель, остались неизменными. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. [shesht-info-block number=2] Физики нашли в ядрах переход от спиновой к псевдоспиновой симметрии с уменьшением разрешения, который сопровождается появлением магических чисел нуклонов. Основную роль в спин-орбитальном расщеплении играют силы трехнуклонного взаимодействия. Этот переход ученые наблюдают в разных ядрах, при разных взаимодействиях в релятивистской и нерелятивистской парадигмах Этот результат впервые позволил ученым преодолеть разрыв между двумя основными подходами в теории строения ядра: моделями, описывающими поведение ядер из экспериментов, и методами из первых принципов, стремящимися вывести это поведение из фундаментальных сил. Исследователи надеются, что их подход позволит физикам исследовать слабо изученные области карты ядер и в итоге прольет новый свет на все еще загадочные свойства самых тяжелых и экзотических ядер.

По словам специалиста, каждый этап развития плода требует особого подхода к диагностике. Первый скрининг, проводимый на 12-й неделе беременности, направлен на выявление определенных маркеров. Чаще всего, речь идет о так называемых «мягких признаках», когда орган присутствует, но имеет некоторые отклонения. На этом сроке врач внимательно следит за толщиной воротникового пространства, длиной носовой кости и состоянием сердечных клапанов. «Также осматривается кисть и мизинец, так как гипоплазия фаланги мизинца является еще одним маркером. В области передней брюшной стенки иногда выявляются особенности, которые, будучи физиологическими изменениями, могут впоследствии исчезнуть естественным путем по мере роста плода. Генетические заболевания, такие как синдром Дауна, могут быть видны на УЗИ, однако их диагностика не всегда проста и однозначна», — подчеркнула Марина Чехонацкая. Заведующая кафедрой лучевой диагностики Марина Чехонацкая / © Карина Далгатова, Пресс-служба СГМУ им. В. И. Разумовского К 20-м неделям, когда основные органы плода практически сформировались, второй скрининг позволяет обнаружить пороки, которые могли остаться незамеченными ранее. В 30-34 недели врачи отслеживают развитие плода и исключает возникновение поздних форм патологий. По словам специалиста Саратовского медуниверситета, большое значение имеют особенности женского организма, поскольку ткани матери по-разному реагируют на воздействие ультразвука, что также влияет на точность диагностики. Для поддержания здоровья плода и предупреждения возможных проблем будущей маме необходимо придерживаться графика обследований и довериться профессионалам. «Дети могут болеть внутриутробно. Впервые обнаружив внутриутробный перитонит в прошлом веке, я не сразу осознала, что это такое. То, что было доступно 20 лет назад и сейчас — это огромная разница. Теперь мы знаем, что у плода может произойти и нетравматический инсульт или возникнуть другие проблемы. У них может случиться что угодно», — отметила врач. Она также подчеркнула, что само ультразвуковое исследование абсолютно безопасно как для матери, так и для плода. Метод базируется на простых физических принципах, использующих колебания частиц упругой среды, что позволяет получить информативное изображение без нанесения вреда организму.

Животные в процессе эволюции выработали разнообразные сенсорные системы, которые помогают им наблюдать за окружающей средой, передвигаться по местности, ориентироваться в темноте, находить пищу и обнаруживать хищников. Многие виды млекопитающих, например кошки и крысы, используют в качестве тактильных органов сенсорные волоски, которые называют усами, или вибриссами. Хобот слона, от основания до кончика, тоже покрыт примерно тысячью усиков длиной около пяти сантиметров каждый. Однако, в отличие от вибрисс грызунов, эти усики не снабжены специальными мышцами, которые обеспечивают характерное вибрирование при соприкосновении с объектами. Кроме того, слоновьи усики, в отличие от крысиных вибрисс, никогда не отрастают заново после повреждения. Как установила команда инженеров, материаловедов и нейробиологов, статья которых опубликована в журнале Science, усики, покрывающие слоновий хобот, отличаются от вибрисс грызунов и по другим параметрам. Причем эти отличия как раз обеспечивают слонам их невероятно острое чувство осязания, компенсирующее толстую кожу и плохое зрение. [shesht-info-block number=1] С помощью микрокомпьютерной томографии и электронной микроскопии ученые выяснили, что каждый усик, покрывающий хобот азиатского слона, имеет толстое, жесткое и круглое основание, которое пронизывают поры. Жесткое пористое основание усика плавно переходит в мягкий, плотный, упругий, будто сделанный из резины кончик конусообразной, овальной на срезе формы. Этим слоновые усики отличаются от равномерно жестких по всей длине усов крыс и мышей. Такие постепенные переходы от жесткого к мягкому, от пористого к плотному, от круглого к овальному называются функциональными градиентами. Каждый из трех функциональных градиентов, присущих покрывающим хобот усикам, — геометрии, пористости и жесткости — по-своему регулирует тактильное восприятие слона. Компьютерное моделирование показало, что конусообразная овальная геометрия усика усиливает его взаимодействие с поверхностями и текстурами, а также позволяет выбирать предпочтительные направления изгиба. Переход от пористого основания к плотному кончику уменьшает массу усика и снижает риск поломки. Переход от жесткого основания к мягкому кончику позволяет усику изгибаться в разные стороны, а слону — точно определять точки контакта усика с окружающей средой вдоль всей его длины. Это свойство помогает слону понять, насколько близко или далеко его хобот находится от объекта, и осторожно манипулировать даже очень деликатными предметами. Исследовательская группа, вдохновившись функциональными градиентами, обнаруженными в слоновьих усиках, планирует разработать новые роботизированные сенсорные технологии.

Чтобы оценить масштаб проблемы, можно представить себе задачу астрономов, пытающихся разглядеть рождение звезд или тень черной дыры. Сигналы от этих объектов приходят на Землю в терагерцовом диапазоне, это «сумеречная зона» между радиоволнами и инфракрасным светом, в которой как оптические так и радиоволновые принципы генерации становятся существенно менее эффективными. Чтобы уловить столь слабое излучение, ученые используют гетеродинные приемники. Они работают по принципу радиоприемника в автомобиле: слабый космический сигнал смешивается с мощным эталонным сигналом от генератора гетеродина, что позволяет перенести информацию на более низкую, доступную для электроники частоту. Качество всей системы напрямую зависит от этого генератора: если частота генерации нестабильна и помимо сигнала в спектре присутствует избыточный шум, то уникальные данные из глубин космоса будут безвозвратно потеряны. Традиционные источники терагерцового излучения часто бывают громоздкими, энергозатратными или сложными в настройке. Физики обратились к технологиям сверхпроводимости, в которых электрический ток течет без сопротивления, а квантовые эффекты проявляются в макроскопическом масштабе. Ключевым элементом их генератора стали два сверхпроводника, разделенные тонким слоем изолятора, через который могут туннелировать электроны. Если к такому контакту приложить напряжение, он начинает генерировать высокочастотное излучение. Однако мощность одного контакта ничтожно мала. Исследователи пошли путем объединения усилий. Вместо того чтобы пытаться выжать максимум из одного элемента, они создали цепочки (массивы) из сотен джозефсоновских переходов. Такая геометрия позволила добиться эффективной самосинхронизации: излучение одного контакта помогало подстроиться соседям, вовлекая в общий ритм весь массив. Результаты исследования опубликованы в Beilstein Journal of Nanotechnology. Геометрия терагерцового источника. Микрофотография экспериментального чипа. Извилистая структура слева — это массив из сотен джозефсоновских контактов (увеличено на врезке), которые работают синхронно, генерируя излучение / © Beilstein Journal of Nanotechnology Федор Хан, научный сотрудник ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН и ассистент кафедры общей физики МФТИ, прокомментировал успех эксперимента: «Нам удалось заставить синхронизировать до 600 джозефсоновских контактов. Мы продемонстрировали, что во многом благодаря предложенной топологии такая система может перестраиваться в широком диапазоне частот — от 100 до 700 гигагерц, что перекрывает несколько окон прозрачности атмосферы для астрономических наблюдений. Более того, мы, насколько нам известно, впервые реализовали режим фазовой синхронизации для массива джозефсоновских переходов. Наш генератор жестко привязывается к эталонному источнику, обеспечивая спектральную чистоту сигнала с эффективностью выше 90%». В ходе экспериментов, проводившихся при температурах, близких к абсолютному нулю (около четырех кельвинов), ученые обнаружили интересную зависимость. Оказалось, что для достижения самых высоких частот критически важна плотность тока, протекающего через контакты. Увеличив этот параметр, исследователи смогли преодолеть барьер 500 гигагерц, с которым сталкивались ранее. При этом использование хорошо отлаженной при производстве сверхпроводниковой электроники ниобиевой технологии делает производство таких чипов надежным и воспроизводимым, в отличие от более экзотических материалов. Уникальность предложенной конструкции заключается в ее гибкости и интеграции. Генератор расположен на том же чипе, что и смеситель (самый чувствительный элемент приемника), что существенно снижает потери сигнала при передаче. Авторы также решили проблему стоячих волн, которые могли бы нарушить работу устройства, добавив специальную согласованную нагрузку, поглощающую лишнюю энергию. Это обеспечило плавную перестройку частоты без «мертвых зон», в которых генерация срывается. Чистая нота для радиоастрономии. График показывает спектр сигнала генератора на частоте 522 ГГц. Острый пик (красная пунктирная линия) демонстрирует спектр сигнала в режиме фазовой синхронизации: шумы подавлены, а энергия сосредоточена в одной узкой полосе. Это идеальное состояние для использования в сверхчувствительных космических приемниках / © Beilstein Journal of Nanotechnology Практическое применение этой разработки трудно переоценить. Подобные генераторы необходимы для таких проектов, как «Миллиметрон» — российской космической обсерватории будущего, которая будет исследовать структуру Вселенной с беспрецедентной точностью. Также они востребованы в наземных массивах телескопов типа ALMA и Event Horizon Telescope, прославившегося первым в истории снимком черной дыры. Кроме астрофизики, компактные источники терагерцового излучения нужны для систем безопасности (сканеры в аэропортах), медицинской диагностики и экологического мониторинга атмосферы. В ближайшем будущем научный коллектив планирует усовершенствовать топологию схем, чтобы еще больше повысить рабочую частоту и мощность излучения. Следующим шагом станет создание полнофункционального интегрального приемника, в котором новый генератор будет работать в паре с детектором, открывая новые возможности для изучения тайн космоса.

В период с 6500 по 4000 год до нашей эры Европа пережила масштабные перемены. Потомки земледельцев из западной Анатолии распространились по европейской территории и смешались с местными охотниками–собирателями. В результате генетический состав населения в разных регионах сменился на 70–100 процентов. Чуть позднее, между 3000 и 2500 годами до нашей эры, с востока на запад начали мигрировать скотоводы–кочевники, которые вышли из степей на территории современных Украины и России. Речь идет о ямной культуре — индоевропейцах, то есть представителях той группы, к которой принадлежит часть современных жителей Европы, но не те, кто жил в остальной части Евразии до 3000 года до нашей эры. Некоторые эти «мигранты» смешалась с восточноевропейскими земледельцами, что привело к появлению так называемой культуры шнуровой керамики, которая сочетала элементы обеих традиций.  Носители новой культуры распространились по большой части Европы и оставили заметный генетический след. Однако на людей, которые жили на территориях бассейнов Рейна и Мааса (Нидерландов, Бельгии и западной Германии), эта культура оказала минимальное влияние. Местные жители перенимали отдельные предметы, но их генетический состав оставался прежним. Переломный момент наступил ближе к 2500 году до нашей эры, когда в регионе появились представители культуры колоколовидных кубков (получила название по характерной форме керамики). Именно эти люди принесли в дельту Рейна и Мааса значительную долю нового наследия и передали его местной генетической линии. Спустя 100 лет похожие события разворачивались на Британских островах. Народы эпохи неолита, населявшие в то время острова и построившие Стоунхендж, а также другие похожие памятники, столкнулись с угрозой, которая пришла с континентальной части Европы.  Авторы предыдущих научных работ зафиксировали в генетических данных неолитических британцев резкую демографическую трансформацию. Проще говоря, ближе к 2400 году до нашей эры на Британских островах начался демографический сдвиг. Предполагается, что в течение нескольких столетий коренное неолитическое население было замещено людьми, связанными с культурой колоколовидных кубков. На протяжении последних десятилетий ученые задаются вполне очевидным вопросом: откуда пришли эти люди, которые так быстро покорили населения Британии? [shesht-info-block number=2] Долгое время главными подозреваемыми считали жителей Пиренейского полуострова. Некоторые специалисты полагают, что культура колоколовидных кубков зародилась на территории современных Португалии и Испании. Эта версия основана на археологических данных о типах и датировках самых ранних находок колоколовидной керамики. Ученые полагали: раз эта культура появилась на юго-западе Европы, то, вполне вероятно, «захватчики Британии» могли быть прямыми потомками иберийцев. Однако международная команда археологов и генетиков под руководством Дэвида Райха (David Reich) из Гарвардского университета в США опровергла это мнение. Ученые выяснили, что люди, генетически изменившие Британию в 2400 году до нашей эры, пришли не с Пиренейского полуострова, а с противоположного берега Северного моря — из дельт Рейна и Мааса. Райх и его коллеги изучили геномы 112 человек, которые жили на территории современных Нидерландов, Бельгии и запада Германии в период с 8500 по 1700 год до нашей эры, и на основе новых данных воссоздали весьма любопытную картину. Сосуды, изготовленные представителями культуры колоколовидных кубков / © Alamy, Peter Endig Когда неолитические земледельцы стали распространяться по Европе приблизительно в 6500 году до нашей эры, в болотистых низинах Нидерландов и Бельгии охотники-собиратели продолжали жить по своим правилам. Генетическое наследие этих людей сохранилось почти полностью: половина генома этих людей восходило к популяциям охотников-собирателей. В эти места земледельцы проникали редко, они не могли туда попасть на протяжении нескольких тысяч лет. Ландшафт с реками, болотами, торфяниками превращался для ранних земледельцев в серьезное испытание. Зато охотники-собиратели, привыкшие к таким условиям, чувствовали себя уверенно. Что же показал генетический анализ? На протяжении 1500 лет — с 5000 по 3500 год до нашей эры — Y-хромосомные линии сохраняли в регионе преимущественно след охотников-собирателей. Такие линии служат генетическими маркерами, которые передаются исключительно от отца к сыну и позволяют отследить прямую мужскую родословную. При этом анализ митохондриальной ДНК и X-хромосом указал на увеличенный женский генетический вклад со стороны земледельцев. То есть дочери земледельцев часто переходили в местные общества охотников-собирателей. Скелет человека, найденный в Нидерландах. Его ДНК исследовали ученые / © Provinciaal Archeologisch Depot North-Holland (CC by 4.0) Скорее всего, это был своего рода обмен, который носил в основном мирный характер. В земледельческих обществах женщины чаще покидали родные поселения, а мужчины оставались на месте. Аналогичная ситуация могла складываться и в обратную сторону: женщины охотников-собирателей переходили к мужчинам земледельцам. Но эту версию еще предстоит проверить. Среди 112 останков людей выявили лишь одного мужчину с Y-гаплогруппой, ассоциированной с ямной популяцией. Кем был этот человек — пока не известно. Ситуация изменилась, когда ученые стали анализировать останки людей возрастом примерно 4500 лет. В их ДНК все чаще находили генетический «отпечаток» представителей культуры колоколовидных кубков — группы, в генетическом составе которой уже присутствовало степное наследие, переданное выходцами из евразийских степей. [shesht-info-block number=3] Когда эти новые люди смешались с местными, в ДНК последних появилась степная составляющая. Но при этом сохранилось 13-18 процентов сочетания генов, характерного для охотников-собирателей. Новые группы не вытеснили жителей болот полностью, а смешались с ними. Часть их генетического наследия пережила смену эпох и вошла в состав следующего поколения. Как показал дальнейший анализ, эти «гибриды» не собирались сидеть на месте в устьях рек. Через 100 лет, в 2400 году до нашей эры, они отправились покорять Британию. Генетический состав людей, прибывших на остров, почти полностью совпал с генетическим составом людей, живших в дельтах Рейна и Мааса и сочетавших гены представителей культуры колоколовидных кубков и местных охотников-собирателей. С помощью компьютерного моделирования Райх вместе с коллегами выяснили, что после прибытия этих людей в Британию, почти все местные земледельцы исчезли из генетического состава острова. Моделирование показало, что 90 процентов генов неолитического населения Британии не сохранилось в последующих поколениях. Кроме того, по словам ученых, это «замещение» происходило достаточно быстро, не в течение нескольких веков, как предполагали авторы предыдущих работ, а всего за 100 лет.  Как именно происходило «замещение», пока точно не ясно. До прихода новых переселенцев жители Британии кремировали умерших, а не хоронили в земле, поэтому почти не осталось их ДНК, и ученым трудно восстановить детали событий. Научная работа опубликована в журнале Nature.

Одним из наиболее выразительных и одновременно наименее изученных примеров необычных практик древних людей можно считать традицию чернения зубов, веками существовавшую у народов Восточной и Юго-Восточной Азии. Эта традиция — маркер идентичности, «культурная граница», отделявшая «своих» от «чужих», людей от демонов, цивилизованных от варваров. Сегодня эта традиция наиболее известна благодаря средневековой Японии, однако время и место происхождения чернения зубов точно не известны. Этнографические источники XIX-XX веков изобилуют описаниями этой практики во Вьетнаме, где она представляла собой сложный многоступенчатый ритуал, занимавший до 20 дней. Ученые доказали существование этой практики уже 2000 лет назад, в эпоху железного века и расцвета культуры Донгшон на территории современного Вьетнама. Также они создали методику, позволяющую археологам будущего безошибочно идентифицировать такую практику в ископаемых останках. Результаты исследования опубликованы в журнале Archaeological and Anthropological Sciences. До сих пор черный налет на зубах людей железного века Вьетнама интерпретировали преимущественно как следствие употребления бетеля. Исследователи усомнились в этом, обратив внимание на визуальные различия: на зубах из могильника присутствовало не просто прокрашивание, а плотное блестящее покрытие, напоминающее лак. Анализ трех зубов показал, что два из них относились к железному веку (2157-1830 лет назад), один — к XVII веку. Результаты продемонстрировали устойчивое присутствие железа и серы на эмали образцов железного века. Эти элементы не естественные компоненты зубной эмали и не могли возникнуть в результате посмертного загрязнения. [shesht-info-block number=1] В свою очередь, обзор практик показал, что на этой территории имела место собственная традиция чернения зубов: использование солей железа в сочетании с танинами. Химическая реакция между ионами железа и полифенолами танина образует стабильный черный комплекс железо — танат — тот же принцип, что в железо-галловых чернилах. Именно эта химическая «подпись» отличает намеренное ритуальное чернение от случайного окрашивания. Эксперимент с обработкой современного зуба железо-галловыми чернилами дал спектры, идентичные древним образцам, подтвердив, что железо и сера — остаточные компоненты древнего красителя. Таким образом, жители Донгшона намеренно чернили зубы, применяя технологию на основе танинов и солей железа. Это открытие устанавливает точную дату появления вьетнамского ритуала. Оно подтверждается китайскими письменными источниками, где упоминается «царство людей с черными зубами» на территории современного Вьетнама. В этот период появились тесные контакты между севером Вьетнама и югом Китая.

Мул — гибрид, полученный в результате скрещивания осла и кобылы. Это животное размером с лошадь сочетает в себе ее физическую силу с выносливостью и неприхотливостью осла. Разведение мулов — непростая задача, требующая специальных зоотехнических знаний. Кроме того, мулы обычно бесплодны, поэтому для регулярного получения гибридных животных требуется параллельно содержать стада лошадей и ослов. Эти трудности сделали мулов очень ценными на протяжении всей истории, особенно в древности, когда их использовали в качестве вьючных и тягловых животных. Ко второму тысячелетию до нашей эры мулы уже широко распространились в Египте и на Ближнем Востоке, но в Западном Средиземноморье, вплоть до римских времен, встречались редко. В раннем железном веке, в начале первого тысячелетия до нашей эры, финикийцы завезли на Пиренейский полуостров ослов. Поскольку домашние лошади и ослы сосуществовали в этом регионе, по меньшей мере в течение тысячелетия, ученые предполагали, что местное население могло разводить мулов. Однако подтверждений этому до сих пор не было. Группа испанских исследователей, статья которых опубликована в Journal of Archaeological Science: Reports, выделила древнюю ДНК из скелета копытного животного, которое захоронили вместе с частично обгоревшими костными останками женщины. Скелеты обнаружили еще в 1986 году на археологическом памятнике раннего железного века (VIII-VI века до нашей эры) Хорт-д'эн-Гримау к юго-западу от Барселоны. Кости лежали в выложенной камнем яме для хранения зерна. Анализ ДНК показал, что останки принадлежат небольшой по размеру пожилой самке мула. Эта особь — самый ранний генетически подтвержденный случай появления мула в Западном Средиземноморье и континентальной Европе, подчеркнули исследователи. Анатомический анализ костей верхней и нижней челюсти мулицы показал, что на ней часто ездили верхом. А анализ стабильных изотопов углерода и азота в костях позволил предположить, что мулицу хорошо кормили, ее рацион был богат культурными злаками. Все это, отметили ученые, свидетельствует о большой социальной ценности животного. Что касается похороненной вместе с мулицей женщины, то она умерла в возрасте от 20 до 25 лет, но плохое состояние скелетных останков не позволило установить причину ее смерти. Неясно также, почему женщину похоронили вместе с животным и почему ее останки частично кремировали.

В массовом сознании образ средневековой Европы неразрывно связан с антисанитарией и частыми болезнями, среди которых — смертельные на тот момент проказа и туберкулез. В культуре прокаженных изображают как изгоев, которых изгоняли за пределы города, а после смерти хоронили где-то на задворках кладбища, подальше от праведных прихожан. На протяжении десятилетий палеопатологи и историки медицины спорили, насколько средневековое общество стигматизировало больных. С одной стороны, существовали лепрозории — специальные учреждения для прокаженных, которые традиционно воспринимались как места изоляции. С другой — отдельные исследования последних лет начали ставить под сомнение этот нарратив, указывая на то, что лепрозории были скорее монастырскими больницами, а их обитатели получали полноценный христианский обряд погребения. Ученые проверили эту теорию, впервые показав на больших выборках, что средневековые люди не только умели распознавать хронические инфекции, но и подходили к вопросу погребения прагматично. Место у алтаря продавалось, и наличие костного туберкулеза или даже характерных следов проказы на лицевом черепе не отменяло этой рыночной логики. Исследование 939 скелетов из пяти средневековых датских кладбищ показало, что наличие проказы или туберкулеза не предопределяло ни качества погребения, ни даже продолжительности жизни. Решающим фактором был социальный статус. Результаты опубликованы в Frontiers in Environmental Archaeology. В выборку вошли скелеты взрослых людей из пяти некрополей, датируемых примерно 1050-1536 годами. Три кладбища располагались в городах — Рибе и Виборге, два — в сельской местности. Ученые применили метод вероятностной диагностики: для каждого скелета подсчитывали индивидуальную вероятность наличия проказы и туберкулеза на основе шести анатомических признаков каждой болезни. Параллельно реконструировали социальную топографию кладбищ: на основании исторических документов и археологических данных все погребения разделили на высокостатусные и низкостатусные. Затем с помощью карт и статистических регрессий исследователи сопоставили диагнозы, возраст смерти и место захоронения. Результаты показали, что ни на одном из пяти кладбищ не обнаружили сегрегации больных. Скелеты со следами проказы и туберкулеза не образовывали изолированные кластеры на периферии, их не хоронили отдельно от здоровых сограждан. Важным оказался другой фактор — социальный статус. Люди с высоким статусом, независимо от того, страдали ли они хроническими инфекциями, лежали ближе к церковным стенам, внутри монастырских комплексов или даже под полом храма. [shesht-info-block number=1] Существенной оказалась и разница между городом и деревней. В городских некрополях Виборга доля скелетов с проказой крайне низка — 3-4%. В сельском Сейете — 13%. Это свидетельство работы лепрозориев: больные с выраженными симптомами, особенно лицевыми деформациями, уходили в специализированные учреждения, которые в Дании XIII-XIV веков были привязаны именно к крупным городам. Там их и хоронили. Таким образом, отсутствие прокаженных на приходских кладбищах — не результат поголовной изоляции и стигмы, а следствие работы институтов, предлагавших если не лечение, то хотя бы уход и достойное погребение. Отдельно исследовали распространенность туберкулеза. В разных некрополях его концентрация составила от 22% до 51%. Кроме того, люди со следами туберкулеза на костях демонстрировали более высокую выживаемость, чем их сверстники без костных изменений. Это классический «остеологический парадокс»: мы видим не всех больных, а только тех, кто прожил с инфекцией достаточно долго, чтобы болезнь оставила следы на скелете. Бедные и ослабленные умирали быстрее — часто от острых форм туберкулеза или наслоения других инфекций, не успев обзавестись характерными изменениями позвонков и ребер. Богатые, имея лучший доступ к питанию, теплу и покою, дотягивали до хронической стадии, поэтому в археологической летописи выглядят как «больные, но живучие».

Стеклопластик — это материал, который сегодня можно найти повсюду. Из него делают несущие балки и арматуру для мостов, лопасти ветряков, детали самолетов и поездов, а также трубы, которые не ржавеют. Он незаменим в корпусах лодок и деталях автомобилей, в спортивном инвентаре и в простых, но крепких вещах — от легких лестниц и дачной мебели до прочных ванн и душевых кабин. Стеклопластик легче стали в пять раз, что позволяет самолетам экономить тонны топлива, а ветрякам — ловить даже слабый ветер. Он не ржавеет, не боится ни воды, ни солей, ни многих химикатов. И из него можно создавать детали сложной формы — например, цельнолитые корпуса яхт, обтекаемые крылья самолетов или футуристичные элементы городской архитектуры, которые невозможно сделать из традиционных материалов. Секрет свойств кроется в продуманном строении материала. Это идеально сконструированный «сэндвич». Его основу составляют тончайшие нити стекловолокна, которые берут на себя нагрузку, как стальная арматура в бетоне. Они погружены в полимерную смолу, которая служит одновременно клеем, защитой и распределителем напряжения. Однако у этого суперматериала есть недостаток. Его идеальное слоеное строение становится источником скрытой угрозы. При ударе — например, когда погрузчик в аэропорту слегка задевает обшивку самолета или на парковке автомобиль цепляет столбик бампером — на поверхности может остаться лишь небольшая вмятина или царапина. Но внутри, между слоями, запускается невидимый процесс: связь между волокнами и смолой нарушается, и они начинают отрываться друг от друга. Этот процесс называется расслоением. Конструкция снаружи выглядит абсолютно целой, но ее прочность тает: она может выдержать еще сто нагрузок, а может развалиться при следующей. Выявить такие скрытые повреждения традиционными методами сложно. Простой визуальный осмотр в этом случае бесполезен. Более сложные и дорогие технологии — ультразвуковой контроль, рентген или тепловизоры — имеют свои недостатки. Они часто требуют точного знания места удара, сложны в применении на крупных объектах вроде лопастей ветряков или крыльев самолета и не всегда могут зафиксировать начало расслоения, особенно на ранних стадиях, когда его очень важно обнаружить. Из-за этого опасный дефект может оставаться невидимым вплоть до внезапного разрушения конструкции. Процесс нанесения повреждений с контролируемой нагрузкой / © Е. Чеботарева, Проблемы прочности и пластичности Провести раннюю диагностику можно с помощью акустической эмиссии. Ее ключевое отличие в том, что не ищется уже существующий дефект извне, а «слушается» сам материал. В момент, когда внутри композита происходит микросдвиг — зарождается трещина или продвигается расслоение — излучается высокочастотный звуковой импульс. Задача — уловить и расшифровать этот сигнал. Акустическая эмиссия не требует полного разрушения материала, датчики крепятся на поверхность контролируемого объекта, что позволяет оценивать состояние конструкции во время эксплуатации. Этот метод не требует громоздкого оборудования и специальных условий. До сих пор оставалось малоизученным, какой именно звук соответствует каждому конкретному типу разрушения стеклопластика. Не было четких данных, позволяющих по акустическому сигналу отличить безобидный дефект от того, что ведет к катастрофе. Ученые ПНИПУ изучили и установили четкое соответствие между типом повреждения в стеклопластике и конкретным звуковым сигналом, чтобы в дальнейшем эти данные использовать для идентификации разрушения во время эксплуатации. Статья опубликована в научном журнале «Проблемы прочности и пластичности». — Мы взяли образцы и начали их системно повреждать, моделируя самые распространенные типы дефектов. С помощью специального оборудования наносили вмятины разной силы и царапины стальным лезвием. В сам момент воздействия и после него сверхчувствительные датчики фиксировали каждый звук, щелчок и треск, который возникал внутри, — отметил Дмитрий Лобанов, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ, кандидат технических наук. Образцы после нагружения / © Е. Чеботарева, Проблемы прочности и пластичности Это позволило сравнить, как «звучат» поверхностные повреждения и глубокие внутренние разрушения. Затем эти же, уже поврежденные образцы, специалисты растягивали на испытательной машине, доводя их до полного разрыва, и снова записывали весь спектр звуков. — Мы установили четкие соответствия: глухой треск в диапазоне 50–120 кГц означает, что в смоле появилась микротрещина. В таком случае у нас есть время — мы можем занести этот участок в список наблюдения и контролировать его в ходе плановых проверок, не останавливая эксплуатацию конструкции. Отчетливый щелчок на 180–350 кГц — это уже сигнал о начале опасного расслоения. Он значит, что повреждение перешло в активную фазу, и необходимо срочно планировать ремонт, чтобы остановить разрушение. Наконец, резкий высокочастотный сигнал на 400–600 кГц — это финальный сигнал, означающий разрыв несущих волокон. Для нас это равнозначно экстренной ситуации: элемент исчерпал ресурс, и дальнейшая его эксплуатация недопустима, — объясняет Екатерина Чеботарева, младший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ. Эти данные необходимы для создания интеллектуальных датчиков и систем. Критически важные объекты — от опор мостов и лопастей ветрогенераторов до силовых элементов летательных аппаратов — можно будет оснастить автономными сетями таких акустических датчиков. Эти системы, постоянно «слушая» материал в реальном времени, позволят не просто обнаружить дефект, а рассчитать остаточный ресурс поврежденной детали, точно ответить на вопрос: сколько циклов нагрузки или времени безопасной работы осталось, и автоматически сформировать предупреждение для служб эксплуатации.