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 «кнопку перезавантаження» людської пам’яті
Locus coeruleus (блакитна пляма) — невелика, але ключова ділянка стовбура мозку — виконує роль нейронного «перемикача», що структурує спогади та чутливо реагує на зміни контексту. Нейронний “редактор” подій Незважаючи на безперервність нашого досвіду, пам’ять зберігає його у вигляді окремих епізодів. Блакитна пляма активується під час меж подій, розділяючи один значущий спогад від іншого. Професор Девід …
Смерть від астероїда ймовірніша, ніж від сказу
Ймовірність загинути від астероїда: новий науковий підхід до оцінки рідкісних, але катастрофічних ризиків. Вчені вперше провели комплексне порівняння ризику загибелі від зіткнення з астероїдом з іншими рідкісними, але потенційно смертельними подіями, щоб дати громадськості обґрунтоване уявлення про масштаби цієї загрози. І, як не дивно, ризик смерті від астероїда перевищує ймовірність смерті від сказу. Астероїди, грип …
Вірус папіломи виявився причиною агресивного раку шкіри
Виявлення вірусної причини агресивної форми раку шкіри радикально змінює підходи до розуміння, діагностики та лікування злоякісних новоутворень у людей з імунними порушеннями. Нове дослідження виявило, що бета-вірус папіломи людини (бета-вірус-ВПЛ), раніше визнаний неагресивним, може безпосередньо спричиняти розвиток плоскоклітинного раку шкіри (ПКРШ). Це стало відомо після аналізу випадку 34-річної жінки з рецидивуючими пухлинами на лобі. Генетичне …
Форма носа собак впливає на поведінку
Нове дослідження показує, що форма та довжина носа собаки впливають на її поведінку, але ключову роль відіграють розмір, умови утримання та дресирування. Брахіцефальні собаки — короткоморді породи, такі як мопси чи французькі бульдоги, — стали популярними завдяки «дитячому» вигляду та стереотипу лагідності. Дослідники з Університету Етвеша Лоранда прагнули з’ясувати, чи це дійсно зумовлено формою голови, …
В Іспанії знайдено докази масового вбивства та поїдання людей
Нові археологічні дослідження з печери Ель-Мірадор на Іберійському півострові свідчать про одноразовий, але надзвичайно жорстокий акт канібалізму в пізньому неоліті. Палеоекологи виявили щонайменше 11 осіб, серед яких діти та підлітки, що стали жертвами розчленування, обшпарювання, варіння та поїдання. Радіовуглецевий аналіз датував подію у межах 5709–5573 років тому. Як підкреслює Пальміра Саладіє з IPHES, «канібалізм — …
Дослідження змінило уявлення про походження приматів
Дослідження Університету Редінга радикально змінює уявлення про походження приматів, доводячи їхнє формування у холодному кліматі, а не в тропіках. Вчені простежили 66-мільйонну еволюційну історію приматів, об’єднавши дані 479 видів — 178 викопних і 301 сучасного. Аналіз охоплював географічний ареал, кліматичну толерантність та видове багатство. Це дозволило відтворити розселення по Північній Америці, Європі та Азії. Для …
ДНК зубного каменю розкрила таємниці бронзового віку
Міжнародна команда археологів і антропологів дослідила затверділий зубний наліт з поховань бронзового віку в Таїланді. Вчені виявили хімічні сполуки, пов’язані з горіхами бетелю — стимулятором, що «підвищує пильність і викликає ейфорію». Як пояснив доктор Піявіт Мункхам, «це найдавніший прямий біомолекулярний доказ вживання бетелю в Південно-Східній Азії». Традиція жування бетелю в регіоні має багатовікову історію. Поєднання …
Dawn Aerospace протестувала надзвуковий літак-спостерігач
Ще кілька десятиліть тому можливість спостереження з космосу була прерогативою великих держав. Сьогодні ж кількість супутників на орбіті створює ефект “життя в акваріумі”, як влучно зазначають автори. Зниження вартості запусків і розвиток технологій дозволили швидко виводити цілі групи малих апаратів на низькі орбіти. Такі угруповання можуть працювати для зв’язку, спостереження чи військових завдань, а після …
Знайдено 8 генетичних маркерів синдрому хронічної втоми
Велике генетичне дослідження ідентифікувало вісім ділянок людського геному, що мають тісний зв’язок із розвитком міалгічного енцефаломієліту/синдрому хронічної втоми (МЕ/СХВ). У межах дослідницького проєкту DecodeME вчені проаналізували зразки ДНК понад 15 500 осіб з підтвердженим діагнозом МЕ/СХВ і майже 260 000 контрольних осіб без захворювання. “Наше дослідження надає перші надійні докази генетичного внеску в розвиток розсіяного …
Новий каталізатор для паливних елементів б’є рекорди
Розроблено новий метод синтезу каталізатора для паливних елементів, що працює при кімнатній температурі та демонструє рекордну ефективність і довговічність. Сучасні паливні елементи потребують стабільних і високопродуктивних каталізаторів, проте традиційні матеріали страждають від розчинення металів та агломерації частинок. Це призводить до падіння активності й зростання витрат на заміну. Науковці під керівництвом доктора Сун Чон Ю з …
Прорив у фізиці: компактний детектор ловить нейтрино
CONUS+ відкрив нову еру в нейтринній фізиці, вперше зафіксувавши повністю когерентне розсіювання нейтрино на атомних ядрах при низьких енергіях прямо в ядерному реакторі. Це відкриття стало можливим завдяки компактному детектору вагою лише 3 кг, встановленому всього за 20,7 метра від реактора атомної станції Лейбштадт у Швейцарії. Щосекунди через кожен квадратний сантиметр його поверхні проходить понад …
Пандемія зістарила мозок навіть без зараження COVID
Навіть без інфікування COVID-19 пандемія могла старіння вашого мозку — стверджує нове дослідження Університету Ноттінгема. Вчені виявили, що соціальна ізоляція, тривалий стрес і невизначеність пандемії залишили вимірюваний відбиток на мозку людей, які ніколи не хворіли на COVID. «Найбільше мене здивувало, що навіть без інфекції темпи старіння мозку помітно зросли», – сказав керівник дослідження, доктор Алі-Реза …
Генетики виявили інфекції, що вбивали армію Наполеона
Дослідження, проведене командою Інституту Пастера, вперше виявило нові патогени, які могли спричинити масові смерті під час відступу армії Наполеона з Росії у 1812 році. Науковці дослідили ДНК із зубів 13 французьких солдатів, похованих у Вільнюсі, і не знайшли слідів збудників висипного тифу чи окопної лихоманки, які раніше вважалися основними причинами епідемій. Натомість за допомогою метагеномного …
Біологічний годинник можна зупинити: дослідження з Університету Лестера
Дослідження Університету Лестера показало, що розвиткова “паузa” в юності може суттєво сповільнити старіння — як в ос, так і потенційно в людей. Науковці виявили, що оса Nasonia vitripennis здатна сповільнювати свій епігенетичний годинник, коли на стадії личинки занурюється у стан діапаузи — своєрідної сплячки. Цей механізм, спричинений впливом холоду і темряви, подовжив тривалість життя дорослих …
Columbia Engineering створили гель із йогурту для загоєння тканин
Учені з Columbia Engineering створили інноваційний ін’єкційний гідрогель на основі йогурту, здатний стимулювати регенерацію тканин завдяки вбудованим біоактивним позаклітинним везикулам (ЕВ). Цей біоматеріал поєднує структурну функцію з терапевтичним ефектом, дозволяючи гідрогелю слугувати не лише носієм, а й джерелом сигналів для клітинної регенерації. ЕВ, витягнуті з йогурту, інтегруються в полімерну сітку гідрогелю, забезпечуючи стабільну доставку біологічно …
Цей неймовірний новий біопластик може стати суперматеріалом завтрашнього дня
Матеріалознавці з Університету Райса створили надміцний біоматеріал BCBN, здатний замінити нафтохімічний пластик у низці промислових галузей. BCBN (бактеріальна целюлоза-гексагональний нітрид бору) — це результат біоінженерного вирощування бактерій у контрольованому русі, що дозволяє орієнтувати целюлозні волокна під час їх формування. Як пояснює М.А.С.Р. Сааді: “Ми навчаємо бактерії рухатися в певному напрямку, точно вирівнюючи виробництво целюлози”. Це …
Туринська плащаниця могла бути витвором мистецтва
Вивчення Туринської плащаниці демонструє, що зображення на ній більше відповідає барельєфній скульптурі, ніж справжньому тілу. Туринська плащаниця зберігає образ чоловіка, який традиційно ототожнюється з Ісусом Христом. Проте за допомогою цифрового моделювання Цицерон Мораес встановив, що структура зображення радше нагадує рельєф, а не тривимірну форму людського тіла. “Проекція тривимірного тіла призводить до значно спотвореного зображення”, – …
Вчені відкрили “шосте чуття”, яке пов’язує кишечник і мозок у реальному часі
Вчені Університету Дьюка відкрили прямий шлях, яким мікроби кишечника можуть регулювати апетит і поведінку через сигналізацію до мозку. Команда нейробіологів під керівництвом Дієго Бохоркеса досліджувала взаємодію кишкового мікробіома з мозком. Вони ідентифікували “нейробіотичне відчуття”, при якому нейроподи – сенсорні клітини в товстій кишці – миттєво передають сигнали про мікроби. Зокрема, ці клітини виявляють флагеллін – …
Вчені довели: Ейнштейн помилявся щодо природи світла
Фізики MIT провели найточніший варіант експерименту з подвійною щілиною, підтвердивши принципи квантової механіки і спростувавши ідею Ейнштейна про одночасну хвильову і корпускулярну природу світла. Схема експерименту MIT: Два окремі атоми, що плавають у вакуумній камері, освітлюються лазерним променем і виконують роль двох щілин. Інтерференція розсіяного світла реєструється високочутливою камерою, зображеною у вигляді екрану. Некогерентне світло …
Популярну теорію про масу нейтрино офіційно спростовано
Дослідження спростовує теорію про зв’язок маси нейтрино з надлегкою темною матерією, ставлячи під сумнів один із ключових підходів сучасної фізики. Нейтрино — елементарні частинки без електричного заряду — залишаються однією з найбільших загадок фізики. Їхня маса надзвичайно мала, але вона існує, що вже порушує межі Стандартної моделі — теоретичної основи сучасної фізики частинок. Довгий час …
У квантових полях знайшли нескінченний ресурс заплутаності
Новий експеримент показує, що нелокальні квантові кореляції можуть виникати без класичної заплутаності частинок, завдяки властивості нерозрізнення шляхів фотонів. Переосмислення основ квантової нелокальності Експеримент, проведений командою Сяо-Сонга Ма з Нанкінського університету, кидає виклик усталеним уявленням про заплутаність. Дослідники пройшли тест Белла, не використовуючи заплутані фотони. Замість цього вони створили ситуацію, коли фотони не мали фіксованого походження …
Забруднення повітря пов’язали з крововиливами в мозок
Підвищений рівень дрібнодисперсного забруднення повітря пов’язують із вищим ризиком аневризматичних крововиливів у мозок. Нове дослідження в штаті Юта простежило медичні дані 70 пацієнтів із субарахноїдальними крововиливами протягом п’яти років. Аналіз виявив статистично значуще зростання кількості крововиливів через 3–6 місяців після пікових рівнів PM2.5 — частинок розміром менше 2,5 мікрометра. «Ми виявили, що у цих пацієнтів …
Вчені виявили можливу причину старіння мозку
Нові дослідження вказують, що зупинка рибосом у клітинах мозку може бути ключовим механізмом вікового старіння. Вплив рибосомальної зупинки на клітинне старіння Дослідження, проведене в Інституті старіння Лейбніца, виявило механізм, що лежить в основі старіння мозку. Команда Алессандро Челлеріно досліджувала мозок риби-кілліфіш — організму, який швидко старіє. Виявилося, що рибосоми — «молекулярні фабрики» синтезу білків — …
Вчені відкрили новий квантовий стан речовини
Вчені Ратгерського університету виявили новий квантовий стан матерії, що виникає на межі між двома унікальними матеріалами — напівметалом Вейля і спіновим льодом. Ця гетероструктура, створена у рамках багаторічного дослідницького проєкту, дозволила виявити «квантовий рідкий кристал», що «підпорядковується власним правилам», за словами першого автора Цунг-Чі Ву. Йдеться про стан, що виникає лише при взаємодії цих матеріалів …
Виноград можуть офіційно визнати суперпродуктом
На тлі сучасного перегляду уявлень про функціональне харчування, виноград постає як багатофункціональний суперпродукт, що має системну дію на здоров’я людини. Виноград містить понад 1600 біологічно активних сполук, серед яких домінують поліфеноли. «Ці речовини відіграють ключову роль у модуляції клітинних процесів, регулюванні запалень і боротьбі з окислювальним стресом», — підкреслює доктор Джон Пеццуто. Саме завдяки цим …
UNLV розробив метод точного введення мРНК у органи
Прорив у наномедицині відкрив шлях до точного внутрішньовенного лікування хвороб підшлункової залози за допомогою мРНК. Команда дослідників UNLV створила нову платформу ENDO – ендогенні ліпідні наночастинки, здатну доставляти мРНК безпосередньо до підшлункової залози. Вперше наночастинки було перепрограмовано так, щоб вони взаємодіяли з природними рецепторами організму. «Ми використали вітамін D як біологічний провідник для доставки мРНК», …
Ідея Леонардо да Вінчі може знизити шум безпілотників
Дослідження сучасних інженерів виявили, що гвинт Леонардо да Вінчі, розроблений понад 500 років тому, може зменшити шум безпілотників. Ідея, що здається фантастичною, отримала наукове обґрунтування. Інженери Університету Джона Хопкінса порівняли проєкт повітряного гвинта Леонардо да Вінчі з типовим дволопатевим ротором дронів. Вони з’ясували, що форма, запропонована митцем епохи Відродження, забезпечує підйом при меншій механічній потужності …
Кубіт з антиматерії може пояснити асиметрію Всесвіту
Вперше в історії вчені ЦЕРН створили квантовий кубіт з антиматерії — технологію, що дозволяє досліджувати фундаментальні асиметрії Всесвіту з безпрецедентною точністю. Однією з головних загадок сучасної фізики є пояснення асиметрії між матерією та антиматерією, тобто чому після Великого вибуху залишилась речовина, а не все знищилося у взаємній анігіляції. Згідно з симетрією CРТ (зарядово-часова симетрія), матерія …
Вперше зафіксовано дії електрона всередині квантового тунелю
Вперше в історії фізики вчені безпосередньо зафіксували поведінку електронів всередині квантового тунелю, зруйнувавши столітнє уявлення про цей феномен. Квантове тунелювання — явище, коли частинки долають енергетичні бар’єри, які, згідно з класичною фізикою, є для них непрохідними. Цей ефект лежить в основі функціонування напівпровідників, ядерного синтезу й квантових комп’ютерів. Попри глибоке розуміння початкового та кінцевого стану …
Місячний пил перетворюють на кисень і паливо
Новаторська технологія яка дозволяє видобувати воду з місячного ґрунту та перетворювати CO2 на кисень і паливо. Команда дослідників з Китаю створила енергоефективну фототермічну систему, здатну використовувати природні ресурси Місяця для забезпечення життєдіяльності астронавтів. У своєму дослідженні, опублікованому в журналі Joule, вони продемонстрували, як місячний ґрунт, зокрема ільменіт, може служити джерелом води та активатором процесу розкладу …
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