Когда погибает массивная звезда, она вспыхивает сверхновой, разбрасывая по космосу элементы, из которых позже рождаются новые светила, планеты и живые организмы. Такие взрывы традиционно моделировали как идеально сферические, однако реальные наблюдения намекали, что картина сложнее. Некоторые сверхновые выбрасывают вещество преимущественно в виде джетов, формирующихся вдоль оси вращения звезды при ее коллапсе в черную дыру. Именно такие события астрономы называют коллапсарами — одними из источников длинных гамма-всплесков, которые входят в число самых энергичных вспышек во Вселенной.  Проблема в том, что стандартные сферические модели плохо воспроизводили химический состав, наблюдаемый в галактиках и их скоплениях. Особенно трудно было объяснить соотношения кремния, серы, аргона и кальция относительно железа, а также содержание никеля и марганца. Чтобы разобраться, международная группа астрономов провела серию двумерных компьютерных симуляций коллапсаров для звезд массой 20, 30 и 40 масс Солнца.  В новой модели струи раскаленного вещества пробивались через недра умирающей звезды. В отличие от обычной сферической сверхновой, здесь энергия концентрировалась в узком конусе. Это порождало чрезвычайно горячие области с высокой энтропией, то есть условия, в которых ядерные реакции протекают иначе. В результате формировались необычные пропорции химических элементов.  [shesht-info-block number=1] Расчеты показали, что форма взрыва напрямую влияет на то, какие элементы попадут в космос. У менее массивных светил джет почти полностью разрушал звезду, а взрыв оставался относительно симметричным. А вот у более массивных звезд картина радикально менялась: значительная часть вещества падала обратно в формирующуюся черную дыру, а остальное вырывалось из звезды двумя мощными потоками через полюса. В таких условиях особенно эффективно синтезируются тяжелые элементы вроде цинка и кобальта.  Ключевым элементом оказался цинк, избыток которого присутствует в некоторых светилах Млечного Пути — его там много больше, чем способны породить обычные сверхновые. Коллапсары же естественным образом создают подобные «цинковые аномалии». В ранней Вселенной такие взрывы, вероятно, происходили чаще, чем сегодня.  Сравнив результаты симуляций с данными, полученными при помощи рентгеновского телескопа Hitomi, который измерял химический состав скопления Персея — одного из крупнейших объектов в окрестностях нашей Галактики, — астрономы показали, что модели асимметричных взрывов лучше объясняют наблюдаемые соотношения элементов, чем традиционные сферические сценарии.  [shesht-info-block number=2] Результаты симуляций затем выстроили в модели химической эволюции Млечного Пути. Выяснилось, что без учета таких взрывов воспроизвести распределение элементов в светилах разных возрастов сложно. По расчетам, примерно 20-30 процентов массивных звезд в ранней истории Галактики могли взрываться именно как коллапсары. При этом по мере роста содержания тяжелых элементов в Млечном Пути этих событий становилось меньше: богатые металлами звезды теряли больше вещества и углового момента, из-за чего не могли формировать мощные джеты.  Научная работа, опубликованная в The Astrophysical Journal, связывает сразу несколько загадок — происхождение гамма-всплесков, химическую эволюцию галактик и состав древнейших звезд. Фактически ее авторы показали, что форма звездного взрыва не менее важна, чем его мощность. Значит, история химического обогащения Вселенной более «несимметричная», чем считалось всего несколько лет назад.  

В базе данных исследовательской группы — 500 образцов крови: 250 от здоровых женщин и 250 от пациенток с подтвержденным диагнозом. Возраст участниц — от 18 до 87 лет, все они проживают на территории Кабардино-Балкарии. Результаты исследования опубликованы в Journal of Carcinogenesis. «Использовать западные генетические тесты как готовый шаблон для нашего региона — рискованно, — объяснила Биттуева. — Например, популярный в США тест на мутацию BRCA2 6174delT, характерную для евреев-ашкенази, у нас почти не работает — эта мутация почти не встречается. Человек видит «отрицательно» и думает, что опасности нет, а на самом деле он может быть носителем другой, «нашей» мутации». Такие мутации уже находят. Например, уникальный кавказский вариант гена BRCA2 c.7868A>G ученые КБГУ выявили совместно с коллегами из Санкт-Петербурга и онкодиспансером КБР. Это своего рода «генетический автограф», характерный именно для коренного населения Северного Кавказа — кабардинцев и балкарцев. Но таких поломок может быть множество — в разных генах, в разных комбинациях. Чтобы составить полную карту рисков, по словам Мадины Биттуевой, нужно продолжать секвенирование ДНК, буквально «прочитывая» гены местных жителей буква за буквой. Ученые КБГУ изучают не только знаменитые BRCA1 и BRCA2 (так называемые «гены Анджелины Джоли»). В работу включены ген контроля клеточного цикла CHEK2, ген регуляции апоптоза TP53 — главный «страж генома», заставляющий больные клетки самоуничтожаться, — а также гены детоксикации ксенобиотиков: SOD1, SOD2, GSTP1, MnSOD, GSTM. Они отвечают за обезвреживание химических ядов, с которыми человек сталкивается ежедневно. Экологическая агрессия, по мнению исследовательницы, сегодня играет огромную роль. «Количество химических соединений, которые нас окружают, увеличивается ежедневно. По данным международной базы данных CAS (Chemical Abstracts Service), на 27 апреля 2026 года в обычной жизни человека — более 417 тысяч разных химических соединений. Консерванты, красители, усилители вкуса, хлорсодержащие моющие средства, косметика, пестициды в фруктах и ягодах — все это увеличивает мутационную нагрузку. Современный человек оказался в беспрецедентно агрессивной среде — это вызов, к которому эволюция нас не готовила. Иммунная система просто не успевает адаптироваться». Однако генетическая предрасположенность — лишь часть истории. Часто спрашивают: если у бабушки или мамы был рак, значит ли это, что он передастся по наследству? «Частота наследственных форм рака — 5-10%, — отвечает Биттуева. — Остальные 90% — спорадические, то есть возникают вследствие сбоев в организме, накопления мутаций в течение жизни человека. Ученые предполагают, что для появления раковой клетки достаточно двенадцати мутаций, и особенно опасно, когда они происходят в генах, контролирующих нормальный рост и развитие клетки. Именно поэтому рак чаще встречается в пожилом возрасте». Тем не менее, наследственные случаи пропускать нельзя. «Сдать анализ в первую очередь следует тем женщинам, у которых близкие родственницы — мама, сестра, бабушка, тетя — болели раком молочной железы (особенно до 50 лет) или раком яичников. А также если встречались случаи множественного рака, когда у одного человека было несколько разных опухолей, — советует Биттуева. — Можно составить «генеалогическое древо болезней», узнать, кто из старших родственников какими болезнями болел и в каком возрасте. Это будет ценной информацией для принятия решения о скрининге. Однако также необходимо проходить регулярные чек-апы: до 40 лет — УЗИ молочных желез раз в год, после 40 лет — маммография раз в один-два года. Это — золотой стандарт». Хорошая новость в том, что обнаружение мутации — не приговор, а ключ к эффективному лечению. «Если у пациентки обнаружена мутация в гене BRCA, врач-онколог имеет юридическое и медицинское основание назначить таргетную терапию бесплатно по ОМС. Наше исследование — это необходимый этап, чтобы лечение в онкодиспансере КБР стало более адресным и эффективным». И наконец — о том, что звучит почти как фантастика, но уже становится предметом лабораторных разработок. Можно ли не просто выявить поломку, а исправить ее на молекулярном уровне? «С помощью методов редактирования геномов, таких как CRISPR-Cas9 (метод молекулярных ножниц), возможна точечная замена одного нуклеотида в гене BRCA2. После этого функция дефектного белка восстанавливается, и организм снова сам начинает уничтожать предопухолевые клетки. Поиск уникальных для нашего региона мутаций — это основа для будущей локальной генной терапии: мы точно знаем, что чинить и у кого». Пока до массового применения «молекулярных ножниц» в онкологии далеко, но фундамент закладывается именно сейчас. Сотни образцов крови и тысячи расшифрованных букв ДНК — это не просто цифры. Это база, которая однажды станет основой для персонализированной генной терапии, ориентированной не на усредненного человека, а на конкретную женщину из Кабардино-Балкарии.

До сих пор в гибридных структурах ферромагнетик—двумерная электронная структура ученые в основном исследовали взаимодействие плазмонов (коллективных колебаний электронной плотности) с магнонами, или спиновыми волнами. Однако в двумерной электронной структуре может возникать циклотронный резонанс. Это явление наблюдается, когда электроны, движущиеся в магнитном поле по окружности, поглощают электромагнитную волну, если ее частота совпадает с частотой их вращения. Именно взаимодействие этого резонанса и ферромагнитного впервые обнаружили российские ученые и теоретически исследовали его. Статья опубликована в «Письмах в Журнал экспериментальной и теоретической физики (ЖЭТФ)». «Наше исследование потребовало знаний из разных областей физики: динамики электронов в двумерных системах и динамики намагниченности в магнетиках — условно говоря, двумерной плазмоники и спинтроники», — рассказал Андрей Заболотных, доцент кафедры электроники МФТИ, эксперт НЦМУ «Центр перспективной микроэлектроники». Физики рассмотрели простую модель: двумерная электронная система на тонкой ферромагнитной пленке, которая, в свою очередь, лежит на металлическом затворе. Вся структура помещена во внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскости слоев. На основе этой модели ученые получили аналитические формулы для коэффициента поглощения и частот резонансов. Вычисления показали, что циклотронный и ферромагнитный резонансы взаимодействуют друг с другом, что проявляется в виде взаимного расталкивания частот — антикроссинга. Если бы связи между резонансами не было, то их частоты просто пересекались. Затем физики выполнили расчеты для реалистичных параметров материалов — ферромагнитной пленки Bi:TmIG и двумерной электронной системы на основе AlGaAs. Для реальных материалов величина расщепления, то есть разница между частотами при взаимодействии, составила 1,6 ГГц при магнитном поле около 131 Э. Этот результат говорит о том, что эффект доступен для экспериментального наблюдения. Кроме того, вычисления показали, что в предложенной системе магнитная пленка способна усиливать циклотронный сигнал в несколько раз, что позволит повысить его чувствительность. Обнаруженное российскими учеными резонансное взаимодействие создает новый, управляемый канал сильной связи между магнитной и электронной подсистемами. Результаты исследования актуальны для развития спинтроники, магнонной логики, нейроморфных вычислений и гибридных магнито-электронных устройств. «Что касается дальнейших исследований, то идей довольно много. Во-первых, переход в более высокочастотный (терагерцевый) диапазон, например, за счет замены ферромагнетика на антиферромагнетик. Во-вторых, исследование гибридизации магнонов с плазмонами (коллективными возбуждениями 2D-системы). Интересно было бы перейти к двумерным магнетикам для усиления связи за счет непосредственной близости слоев», — поделился Игорь Загороднев, заведующий лабораторией электронных свойств низкоразмерных систем ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, старший научный сотрудник Международного центра теоретической физики им. А.А. Абрикосова МФТИ.

С момента первого обнаружения гравитационных волн (гравиволн) в 2015 году исследования в этой области становятся все более интересными и экзотическими. Теоретики давно предполагали, что если вокруг черных дыр существуют облака темной материи (ТМ), они могут слегка менять движение объектов и форму гравитационного сигнала. Эта гипотеза недавно получила подкрепление: проанализировав потенциальное влияние ТМ на движение компактных объектов и распространение гравитационных сигналов, астрофизики заключили, что распределение темной материи в космическом пространстве и вокруг сливающихся черных дыр способно искажать форму гравиволн. Теперь ученые обратили внимание на особо легкие скалярные частицы — гипотетические частицы с чрезвычайно малой массой, в том числе аксионы и похожие на них частицы. Если темная материя состоит именно из таких частиц, то в некоторых моделях они могут образовывать плотные облака вокруг вращающихся черных дыр благодаря эффекту сверхизлучения (то есть черная дыра передает этим частицам часть энергии своего вращения). [shesht-info-block number=1] Чтобы проверить, можно ли увидеть следы подобных облаков в реальных данных LIGO, VIRGO и KAGRA, исследователи создали специальную модель гравиволн, учитывающую влияние такого облака на движение двойной системы черных дыр. Затем модель протестировали на сложных численных симуляциях, где космические «монстры» сливались внутри облака темной материи. Выяснилось, что присутствие облака слегка ускоряет спиральное сближение черных дыр. Из-за этого меняется частота гравитационных волн — тот самый нарастающий сигнал, регистрируемый детекторами. В обычных моделях без окружающей среды такие отклонения можно ошибочно интерпретировать как другие массы или параметры системы.  Проверив модель, авторы статьи проанализировали 28 событий из каталога GWTC-3. В большинстве случаев данные хорошо согласовывались с обычной картиной без ТМ. Однако в двух событиях — GW190814 и особенно GW190728 — ученые заметили кое-что необычное. Для GW190728 статистический анализ выявил умеренное предпочтение сценарию, в котором черные дыры окружало облако темной материи. [shesht-info-block number=2] Если выводы верны, речь может идти о частице с массой порядка 10⁻¹² электронвольт. Это чрезвычайно малая величина: такие частицы были бы настолько легкими, что вели бы себя скорее как волны, а не обычные частицы ТМ. Подобные объекты, однако, некоторые группы ученых рассматривают как кандидаты на «волновую» темную материю, способную объяснить ряд космологических загадок. Авторы научной работы, опубликованной в журнале Physical Review Letters, подчеркнули, что речь не идет об открытии. Сигнал остается статистически слабым, а похожие эффекты могут возникать из-за других факторов, например газа вокруг черных дыр или особенностей их орбит. Иными словами, речь идет об очень слабом эффекте, требующем дальнейшей проверки. Исследование тем не менее показало, что гравитационные волны постепенно превращаются не только в инструмент астрофизики, но и в способ поиска новой физики в целом. Отметим, в научном сообществе все чаще сомневаются в том, что темная материя состоит из частиц. Хотя в ее существовании исследователи уверены, ни одна из множества гипотез о природе ТМ так и не получила подтверждения.

По мере роста городов и отдаления человека от природы ученые все активнее изучают, как это сказывается на нашем благополучии. Многочисленные исследования доказали: контакт с естественной средой полезен для психического и физического здоровья. Традиционно этот эффект объясняли тем, что природа снижает стресс и восстанавливает. Однако исследователи признают: механизмы здесь сложнее и многие до сих пор не изучены. Существует теория о том, что важным посредником может выступать позитивный образ тела — уважительное и принимающее отношение к собственной телесности. Международный коллектив ученых проверил эту теорию. Авторы исследования организовали масштабный международный проект с участием 253 ученых. После проверки в итоговую выборку вошли 50 363 человека из 58 стран, говорящих на 36 языках. Средний возраст участников составил 33 года, большинство — женщины, проживающие в городах. Участники заполняли опросники, измеряющие: уровень контакта с природой в повседневной жизни, чувство связи с природой, самосострадание (доброе отношение к себе в трудные моменты), степень психологического восстановления после последнего визита на природу, а также ключевые показатели (позитивное отношение к телу и удовлетворенность жизнью). Результаты исследования опубликовал журнал Environment International. Исследователи построили и проверили статистическую модель, в которой контакт с природой связан с удовлетворенностью жизнью не напрямую, а через цепочку факторов. Главным посредником выступил позитивный образ тела, а к нему, в свою очередь, вели три возможных пути: через самосострадание, чувство связи с природой и ощущение восстановления после пребывания в ней. Важной частью работы стала проверка того, работает ли эта схема одинаково в разных культурах, независимо от пола и возраста. [shesht-info-block number=1] Анализ опросов показал, что частота пребывания на природе повысила удовлетворенность жизнью и позитивный образ собственного тела. Но связь оказалась опосредованной. Контакт с природой усиливает самосострадание, оно помогает сформировать принимающее отношение к телу, а это отношение повышает удовлетворенность жизнью. Второй путь проходит через психологическое восстановление: природа дарит чувство отдыха, ясности и спокойствия. Это состояние улучшает образ тела, что, в свою очередь, усиливает благополучие. Третий предполагавшийся путь — через чувство единства с природой — оказался слабым, вопреки некоторым предыдущим выводам. Модель показала кросс-культурную устойчивость. Она работает одинаково для людей любого пола и возраста и подтвердилась в 53 странах из 58. Отклонения, которые могут объясняться местной культурной спецификой или особенностями выборок отметили лишь в Бразилии, Индии, Пакистане, Латвии и на Тайване.

Объем научно-технической информации (патентов, статей, отчетов) с каждым днем стремительно увеличивается. Эффективно работать с этим массивом данных помогает искусственный интеллект. Как правило, большие языковые модели, представленные на рынке, мультиязычные и обучены на разных языках. Но в популярных чат-ботах с генеративным искусственным интеллектом, таких как ChatGPT, превалируют данные на английском, что грозит появлением монокультуры данных в области ИИ. Ученые Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ дообучили существующие большие языковые модели, чтобы получить инструмент, способный более точно анализировать научные тексты на русском языке с пониманием предметной специфики. Основой послужил корпус данных iFORA-QA, вручную собранный более чем 150 экспертами ИСИЭЗ из аналитических материалов и отчетов в области науки, технологий и инноваций. Программа прошла государственную регистрацию.  После адаптации точность модели при ответах на узкопрофессиональные вопросы в сфере науки, технологий и инноваций выросла, скорость генерации увеличилась в 2,7 раза, а использование памяти сократилось на 73% по сравнению с открытой мультиязычной моделью. «Универсальные языковые модели знают много, но поверхностно. Нам же нужна модель, которая понимает, о чем пишут российские ученые и инженеры. Благодаря проведенным исследованиям мы смогли научить алгоритм мыслить в категориях предметной области, понимать связи между сложными понятиями и корректно интерпретировать запросы», — комментирует главный аналитик проекта, научный сотрудник и ведущий эксперт Центра стратегической аналитики и больших данных ИСИЭЗ Анастасия Малашина.  Уже в этом году исследователи разработают дополнительные полезные инструменты на базе адаптированной модели. Первым станет умный поисковик — он снизит риски галлюцинирования модели и будет формировать выводы только со ссылками на научные источники информации. Второй инструмент — граф связей, который позволит выявлять закономерности, в том числе скрытые, на основе структуры источников. Кроме того, модель получит способность работать с неполной и неоднозначной информацией, а также рассуждать, то есть не просто давать ответ, а сначала анализировать, чего ей не хватает, задавать уточняющие вопросы пользователю и только потом формулировать подробный ответ. В итоге все эти возможности объединятся в единую мультиагентную систему, которая позволит решать сложные задачи автоматически. «Мы создаем целостную систему интеллектуальных агентов, адаптированную под реалии российской науки. Она будет работать на базе большой языковой модели и сможет автономно анализировать научно-техническую информацию и выявлять скрытые связи. Это шаг к автоматизации научной аналитики, где ИИ становится партнером исследователя», — подчеркивает Анастасия Малашина.

Кукурузная лиственная совка (Spodoptera frugiperda) — опасный сельскохозяйственный вредитель, способный вырабатывать устойчивость к химическим инсектицидам. Гусеницы этого вида массово пожирают листья и молодые початки многих культур, включая рис. Ученым давно известно, что листья растений покрыты трихомами — жесткими волосками, которые усложняют насекомым передвижение и питание. У риса такие волоски густо покрывают не только листья, но и колоски. Биологи из Университета Арканзаса решили выяснить, какую функцию выполняют нежелезистые (не выделяющие ядов или смол) трихомы на репродуктивных органах растения. Авторы исследования, опубликованного в журнале Ecological Processes, провели эксперименты с молодыми гусеницами совки в лаборатории и теплице. Насекомым предлагали на выбор колоски риса на стадии активного цветения (когда створки цветка приоткрыты) и на стадии созревания зерна (тестовая спелость). В части экспериментов гусеницам оставляли доступ к сочным листьям. Параллельно с помощью газовой хроматографии ученые проанализировали химический состав летучих веществ, которые выделяет растение. Погибших в ходе опытов насекомых исследовали под электронным сканирующим микроскопом. Оказалось, что цветущий рис работает как мышеловка. В период цветения колосок выделяет специфический коктейль пахучих веществ (в частности, додекан и этилгексаналь), который привлекает гусениц гораздо сильнее, чем запах зреющего зерна. Следуя за приманкой, гусеница заползает в приоткрытый цветок риса. В этот момент в дело вступают трихомы. Густой слой жестких волосков расположен под таким углом, что насекомое легко продвигается вперед, но лишается возможности дать задний ход — волоски впиваются в тело и блокируют движение. Гусеница гибнет из-за естественных биологических ритмов самого растения. Вскоре после опыления цветок риса закрывается, чтобы защитить формирующуюся завязь. Электронная микроскопия показала, что смыкающиеся створки колоска раздавливают застрявших внутри гусениц — на снимках видны деформированные и сплющенные головные капсулы насекомых. Этот метод защиты оказался эффективным: от 50 до 53% молодых гусениц попали в ловушку и погибли в течение 48 часов, даже когда у них был свободный доступ к обычным листьям. При этом, в отличие от хищных растений вроде венериной мухоловки, рис не переваривает своих жертв — мертвые гусеницы просто высыхают внутри колоска. Механизм служит исключительно для обороны, защищая будущее потомство растения от поедания. Авторы работы отмечают, что ловушку риса можно использовать в агрономии. Понимание этой механики позволит селекционерам выводить новые сорта злаков с определенной плотностью и углом наклона трихом на колосках. Такие растения смогут эффективно сокращать популяции вредителей физическим способом, снижая потребность в токсичных химических пестицидах.