Вивченню антиматерії заважає те, що її неможливо створити в потрібній кількості в лабораторних умовах. Вчені створили технологію, яка дозволяє обійти обмеження.
Як повідомляють дослідники в журналі Nature, нова технологія передбачає використання двох лазерів, чиї промені стикаються в просторі. Таким чином вчені створюють умови близькі до тих, що виникають біля нейтронних зірок. Таким чином вченим вдається перетворити світло в матерію та антиматерію.
Як відомо, антиматерія – матерія, що складається з античастинок – «дзеркальних зображень» ряду елементарних частинок, які мають однакові спіни й масу, але відрізняються один від одного знаками всіх інших характеристик взаємодії: електричного і колірного заряду, баріонів і лептонних квантових чисел. Деякі частинки, наприклад фотон, не мають античастинок або, що те ж саме, є античастинками стосовно самих себе.
Проблема в тому, що нестабільність антиматерії заважає відповісти на багато питань про її природу і властивості. Крім того, відповідні частки зазвичай з’являються в екстремальних умовах – в результаті удару блискавок, поблизу нейтронних зірок, чорних дір або в лабораторіях великого розміру і потужності – на кшталт Великого адронного колайдера.
Поки новий метод не отримав експериментального підтвердження. Однак віртуальне моделювання говорить про те, що метод спрацює навіть у відносно невеликої лабораторії. Нове обладнання передбачає використання двох потужних лазерів і пластикового блоку, який пронизаний тунелями діаметром в декілька мікрометрів. Як тільки лазери потрапляють в ціль, вони прискорюють хмари електронів блоку і ті спрямовуються назустріч один одному.
Вчені виявили, що доісторична мозкова схема досі контролює зір
Дослідження показує, що здатність мозку виділяти візуально важливу інформацію ґрунтується на давній підкірковій системі, яка сформувалася понад 500 мільйонів років тому. Нове дослідження, опубліковане в журналі PLOS Biology, демонструє, що мозок здатний виконувати базові візуальні обчислення без участі кори. Ключову роль відіграє «верхній колінчастий тіло» — підкіркова структура, що отримує прямі сигнали від сітківки. Саме …
Пігмент рудого волосся може захищати клітини від токсинів
Пігмент, який надає рудому волоссю характерного кольору, може виконувати неочікувану захисну функцію. Нове дослідження показує, що він здатен перетворювати потенційно токсичну загрозу для клітин на яскраве забарвлення. Вчені, які вивчали оранжево-червоне пір’я птахів, зосередилися на пігменті феомеланіні. Для його синтезу необхідна амінокислота цистеїн, надлишок якої в клітинах може спричиняти окислювальне пошкодження. Це робить процес вироблення …
Нова лазерна техніка розкрила приховану структуру рідин
Нове дослідження демонструє, що надшвидкі електронні процеси в рідинах можна безпосередньо спостерігати, відкриваючи приховану мікроструктуру розчинів. Рідини є динамічними системами, де молекули постійно перебудовуються. На відміну від твердих тіл, вони не мають фіксованої структури. Тому їх складно досліджувати на рівні електронів. Найшвидші взаємодії залишалися практично невидимими. Команда з Університету штату Огайо та Університету штату Луїзіана …
Шокуюча швидкість, з якою пандемії охоплюють міста
Швидке та хаотичне поширення пандемій H1N1 і COVID-19 показало, що сучасні системи раннього виявлення не встигають за реальними темпами передачі вірусів. Вчені з Школи громадського здоров’я Мейлмана Колумбійського університету проаналізували поширення двох пандемій у США. Вони використали комп’ютерні симуляції, тобто «математичні моделі руху інфекції в популяції». Дослідження охопило понад триста великих міських агломерацій. Метою було …
Вчені відкрили грибок, що знищує токсичні морські водорості
Відкриття нового морського грибка, здатного знищувати токсичні водорості, відкриває перспективи природного контролю шкідливих цвітінь і захисту здоров’я людини. Вчені з Національного університету Йокогами описали раніше невідомий морський грибок Algophthora mediterranea. Це хітридний гриб, тобто водний паразитичний мікроорганізм, який заражає інші клітини. Аналіз ДНК показав, що йдеться не лише про новий вид, а й про новий …
Старовинна Біблія натякає на початок нової епохи
У центрі уваги — Біблія 1818 року, що містить Старий і Новий Заповіт разом із Апокрифами — давніми текстами, чия канонічність досі викликає дискусії. Цей примірник включає хронологічні таблиці, засновані на розрахунках архієпископа Джеймса Ашера (James Ussher), який у XVII столітті визначив дату створення світу — 4004 рік до н.е.. Він спирався на біблійні родоводи, …
Кишкові бактерії впливають на гени, що формують мозок
Нові дослідження показали, що кишкові мікроби можуть мати вирішальний вплив на формування та функціонування мозку. Вчені з Північно-Західного університету провели експеримент, у якому мікрофлору різних приматів пересаджували мишам, повністю позбавленим власних мікробів. Результати виявили: мозок мишей починав функціонувати подібно до мозку того виду примата, від якого походили мікроорганізми. «Наше дослідження демонструє, що мікроби впливають на …
Нейтрино можуть вказувати на тріщину у стандартній моделі
Виявлення неточностей у взаємодіях нейтрино може вказувати на межі стандартної моделі фізики та наблизити створення нової теорії елементарних частинок. Стандартна модель фізики елементарних частинок — це теорія, що описує всі відомі частинки та фундаментальні сили, окрім гравітації. Попри експериментальні підтвердження, вона має концептуальні обмеження. Саме тому фізики десятиліттями шукають у ній слабкі місця. Нейтрино стали …
Вчені щойно виявили, як мозок будує себе
Міжнародна команда науковців з’ясувала, які гени керують формуванням мозку на ранніх етапах розвитку та як збій в одному з них може призводити до важких порушень у дітей. Під час роботи вчені досліджували, як ембріональні стовбурові клітини перетворюються на нейрони. Для цього вони застосували технологію CRISPR — «метод точкового вимкнення генів у ДНК» — і по …
200-річний закон фізики порушується на атомному рівні
На атомному рівні теплові машини поводяться так, ніби класичні межі ефективності для них більше не існують. Класичний «принцип Карно» визначають як «теоретичну верхню межу коефіцієнта корисної дії теплового двигуна, що залежить лише від різниці температур». Його сформулювали для парових машин і турбін. Проте нове дослідження показує, що цей принцип не описує поведінку надмалих систем. Особливо …
Історики переглянули дату виникнення Македонського царства
Дата виникнення Македонського царства виявилася значно пізнішою, ніж вважали понад сто років, що змушує переглянути ранню історію однієї з найвпливовіших династій античності. Традиційно початок держави Аргеадів пов’язували з серединою VII століття до н. е. Це спиралося на «Хроніку Євсевія Кесарійського», яку визначають як «пізньоантичний перелік правителів і тривалості їхніх правлінь». Саме вона десятиліттями слугувала основою …
Свідомість може залежати від фізики мозку, а не коду
Свідомість може бути не результатом виконання коду, а наслідком того, як саме фізично відбуваються обчислення в живому мозку. Дискусії про природу свідомості тривалий час коливалися між двома крайнощами. «Обчислювальний функціоналізм» трактують як «ідею, що розум виникає з правильно організованої обробки інформації незалежно від носія». Йому протистоїть «біологічний натуралізм», який вважає свідомість невіддільною від живої тканини. …
Як виглядали книгарні та книги у Стародавній Греції й Римі
Книжна культура античного світу формувалася через розвиток писемності, матеріалів письма та соціальних практик читання і переписування. Античні автори залишили докладні описи повсякденного функціонування книжного ринку. Особливе значення мають свідчення Аула Геллія, римського інтелектуала ІІ століття н. е. Він згадує випадкове перебування в книгарні разом із поетом. «Там продавали “Анали” Квінта Фабія Піктора в примірнику хорошого …
У чистих приміщеннях NASA знайшли десятки нових бактерій
Надчисті приміщення NASA несподівано виявилися середовищем виживання для унікальних бактерій, здатних кинути виклик планетарній безпеці. Чисті приміщення NASA створені як простори, непридатні для життя мікроорганізмів. Повітря там постійно фільтрується. Вологість зведена майже до нуля. Поверхні багаторазово обробляють хімікатами й ультрафіолетом. Попри це, вчені виявили 26 нових видів бактерій. Вони пережили стерилізацію під час складання апарата …
Квантові датчики відкривають шлях до легкої темної матерії
Квантові сенсори, розміщені в єдиній мережі, можуть дати змогу зафіксувати рух легкої темної матерії, яка раніше залишалася недоступною для спостережень. Темну матерію визначають як «форму матерії, що не взаємодіє зі світлом і виявляється лише через гравітаційний вплив». Її існування підтверджують рухи галактик. Проте склад і властивості залишаються невідомими. Особливо складними для пошуку є легкі частинки. …
Вчені виявили ключовий механізм старіння кишечника
Вікові зміни кишечника виявилися керованим процесом, у якому запалення та дисбаланс заліза поступово вимикають гени і підвищують ризик раку. Кишечник людини оновлюється надзвичайно швидко, але з віком цей механізм дає збій. Ключову роль відіграють «кишкові стовбурові клітини», які визначають як «клітини, що постійно відновлюють слизову оболонку кишечника». Саме в них накопичуються епігенетичні зміни. Ці зміни …
Трафік у мегаполісі змінює електричне поле атмосфери
Дослідники з Ізраїлю з’ясували, що звичайні міські затори здатні змінювати електричне поле атмосфери Землі. Детальні вимірювання, проведені в районі Тель-Авіва, показали чіткий зв’язок між дорожнім рухом, забрудненням повітря та атмосферною електрикою. У 2024 році в місті Холон встановили спеціальний прилад для вимірювання атмосферного електричного поля. Протягом семи місяців науковці порівнювали ці дані з показниками якості …
Вчені пояснили, як клітини самі генерують електрику
Живі клітини здатні самі виробляти електричні сигнали завдяки природним рухам своїх мембран, і ці сигнали можуть бути важливими для клітинного спілкування та сприйняття навколишнього середовища. До такого висновку дійшли вчені, які запропонували нове теоретичне пояснення походження клітинної електрики. У центрі ідеї — клітинна мембрана, тонкий і гнучкий шар, що відокремлює внутрішній простір клітини від зовнішнього. …
Теобромін із какао пов’язали з уповільненням старіння
Природна сполука, що міститься в какао, може бути пов’язана з повільнішим біологічним старінням організму. Дослідники виявили, що вищий рівень теоброміну в крові асоціюється з ознаками більш «молодого» біологічного віку. Теобромін — це «природний метилксантин, що міститься в какао-бобах». Отримані результати свідчать про його потенційну роль у підтримці здорового старіння. Біологічне старіння відрізняється від хронологічного віку. …
Вчені підтвердили користь чаю для серця і метаболізму
Чай може бути не просто щоденним напоєм, а помітним чинником підтримки здоров’я — за умови, що його правильно заварюють і вживають. Новий науковий огляд показує, що регулярне споживання чаю має стійкий зв’язок із кращим станом серцево-судинної системи та обміну речовин. Дані когортних досліджень і клінічних випробувань на людях свідчать про зниження ризику серцево-судинних захворювань, ожиріння …
У 2025 році фізики викликали суперечки своїми науковими порадами щодо приготування їжі.
Наукові дослідження пасти «качо е пепе» та варених яєць у 2025 році несподівано перетворили звичайну кухню на арену гарячих суперечок. Класичні страви зазвичай асоціюються з традицією, а не з формулами. Проте вчені вирішили підійти до них із позицій фізики та хімії. Їхня мета була простою — допомогти кухарям досягти стабільного результату. Реакція публіки виявилася далеко …
Жирову тканину навчили перетворювати на органоїди
Жирова тканина дорослої людини може стати несподіваною основою для вирощування повноцінних мініорганів без складних маніпуляцій зі стовбуровими клітинами. Китайські вчені показали, що звичайний людський жир здатен самоорганізовуватися у функціональні органоїди. Для цього не потрібно ані виділяти стовбурові клітини, ані перепрограмовувати гени. Це радикально спрощує лабораторне створення тканин для медицини та досліджень. Новий підхід ґрунтується на …
Вчені попереджають про різке зростання смертності від раку в усьому світі
Рак дедалі більше перетворюється на глобальну кризу, де вирішальну роль відіграють не лише біологічні чинники, а й нерівність, ризики та доступ до медичної допомоги. За останні десятиліття кількість випадків раку та смертей від нього різко зросла. З 1990 по 2023 рік смертність збільшилася на 74%, а кількість нових діагнозів — більш ніж удвічі. За прогнозами, …
Вчені помилилися: «вузли» ДНК виявилися скрученнями
Вчені з’ясували, що загадкові «вузли» ДНК, які десятиліттями фіксували під час нанопорових експериментів, насправді можуть бути зовсім іншими структурами. Під час проходження ДНК через нанопори дослідники спостерігали складні електричні сигнали. Їх довго вважали ознакою того, що молекула зав’язується у вузли — за аналогією зі шнурком, який застрягає в маленькому отворі. Така інтерпретація стала майже стандартною …
Вчені знайшли ймовірне пояснення Вифлеємської зірки
Нові астрономічні дослідження пропонують природне пояснення Вифлеємської зірки, пов’язуючи біблійний опис із реальною кометою. Протягом десятиліть дослідники намагалися узгодити євангельський текст із відомими небесними явищами. У Євангелії від Матвія згадується «зірка», яка рухалася та зупинилася над Віфлеємом. Така поведінка не характерна для зірок або планет. Саме тому її походження залишалося спірним. У новому дослідженні вчені …
Старіючі імунні клітини можуть переписати власну ДНК, щоб залишатися запальними
Вчені з’ясували, чому імунні клітини в літньому віці залишаються у стані хронічного запалення та погіршують перебіг важких інфекцій. З віком імунна система втрачає здатність точно регулювати захисні реакції організму. Це підвищує ризик розвитку небезпечних станів, зокрема сепсису. У центрі уваги дослідників опинилися макрофаги — імунні клітини, відповідальні за запалення. У доклінічних моделях вони зберігали надмірну …
Вчені пояснили, чому статини викликають м’язовий біль
Дослідження пояснює молекулярний механізм виникнення м’язового болю під час прийому статинів і окреслює можливі шляхи безпечнішого лікування. Статини широко застосовують для зниження рівня холестерину, однак частина пацієнтів стикається з побічними ефектами. Найпоширенішими є біль, слабкість і хронічна втома м’язів. Саме ці симптоми часто змушують припиняти терапію. Науковці намагаються з’ясувати їхнє походження вже десятиліттями. Команда з …
Настрій людини впливає на сприйняття емоцій собак
Дослідження розглядає, як емоційний стан людини впливає на сприйняття емоцій собак у міжвидовій взаємодії. Люди і собаки співіснують тисячоліттями, однак емоційне розуміння залишається обмеженим. Психологічний механізм «ефект емоційної конгруентності» означає схильність бачити власний настрій в інших. Вчені припускали, що цей ефект діє і щодо тварин. Перевірка цієї гіпотези стала метою експериментів. Дослідники з Університету штату …
Оксиди заліза зберігають вуглець у ґрунтах на віки
Нове дослідження пояснює, як мінерали оксиду заліза — зокрема феррігідрит — надійно зберігають вуглець у ґрунті протягом десятиліть і навіть століть. Інженери з Північно-Західного університету з’ясували, що феррігідрит застосовує кілька механізмів утримання вуглецю — від електростатичного притягання до утворення хімічних і водневих зв’язків. «Ці асоціації можуть допомогти пояснити, чому деякі органічні молекули залишаються захищеними в …
Вчені зафіксували біосвітіння в тілі живих мишей
Випромінювання біофотонів живими організмами привернуло увагу наукової спільноти та потенційно відкриває нові горизонти в сільському господарстві. У травні 2025 року команда Даніеля Облака з Університету Калгарі зафіксувала випромінювання біофотонів з тіл живих мишей, яке зникало після їхньої смерті. Це світіння, слабке і змінне, було раніше виявлено лише локально, але тепер зафіксоване з усього тіла. «Це …
На змодельованих зображеннях показано, як змінюється щільність плазми (чорно-біла) при попаданні на неї потужних лазерів з обох сторін. Кольори представляють різні енергії гамма-випромінювання, що виникає при зіткненні.
Таке зіткнення виробляє багато гамма-променів, і через надзвичайно вузькі канали фотонів з більшою ймовірністю також зіткнуться один з одним. Це, своєю чергою, викликає потоки речовини й антиречовини, зокрема електронів і їх еквівалента антиречовини, позитронів. Нарешті, спрямовані магнітні поля фокусують позитрони в промінь і прискорюють його, надаючи неймовірно високу енергію.
Дослідники заявляють, що нова технологія дуже ефективна. Автори впевнені, що потенційно вона здатна створювати в 100 тис. разів більше антиматерії, ніж вдалося б з використанням одного лазера. Крім того, потужність лазерів може бути відносно низькою. При цьому енергетика променів антиматерії буде такою, яка в умовах Землі досягається тільки у великих прискорювачах частинок.
Автори роботи стверджують, що технології, що дозволяють реалізувати її, вже існують на деяких об’єктах.
Дослідження опубліковане в журналі Communications Physics.
Натхнення: hightech.fm