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.
Лазер допоможе стабілізувати фотони для квантових комп’ютерів
Дослідники з Університету Айови запропонували новий теоретичний метод «очищення» фотонів, що дозволить підвищити надійність та безпеку квантових технологій. У фокусі роботи — проблема створення стабільного потоку одиничних фотонів, що є основою для фотонних квантових комп’ютерів і безпечних комунікаційних систем. Фотон — це «елементарна частинка світла», а його контрольоване випромінювання має бути виключно одиничним. Проте досі …
Нові види цирковірусів, знайдені у морських ссавців, можуть змінити уявлення про вірусну еволюцію
Вчені виявили два нові види цирковірусів у короткоплавникових гриндах і косатках Північної Атлантики, що розширює уявлення про вірусне різноманіття морських ссавців. Міжнародна команда дослідників, зокрема з Університету штату Аризона (ASU), виявила цирковіруси у китоподібних, зібравши архівні зразки тканин мертвих тварин завдяки співпраці з місцевими китобоями на острові Сент-Вінсент. Як зазначає керівник дослідження, вірусолог Арвінд Варсані, …
Вчені вперше точно визначили час появи кисню в океанах
Нове дослідження вперше точно встановлює час проникнення кисню в океани Землі під час Великої кисневої події. Протягом перших двох мільярдів років атмосфера Землі була майже повністю безкисневою. Саме у період Великої кисневої події (ВКО), за результатами дослідження вчених з Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), відбулося стрімке насичення океанів киснем. Аналіз чорних сланців з Південної Африки …
Фізики знищили міф про «примарну частинку»
Нове дослідження демонструє, що відсутність сигналу стерильного нейтрино є лише одним із можливих сценаріїв пояснення аномальної поведінки нейтрино, а не універсальним вирішенням загадки. Після десятиліття точних вимірювань вчені спростували давню теорію про таємничу частинку, яка, як вважалося, ховалася за межами Стандартної моделі. Використовуючи потужний детектор рідкого аргону експерименту MicroBooNE, дослідники не знайшли жодних доказів існування …
У Помпеях знайшли секрет самозцілення римського бетону
Одна з римських вілл у Помпеях, застигла в моменті ремонту, відкрила дослідникам справжню таємницю довговічності римського бетону. Вивчаючи матеріали, збережені під попелом Везувію, вчені з Массачусетського технологічного інституту підтвердили існування так званого «гарячого змішування» — технології, що забезпечувала самозцілення бетону. Такий підхід передбачав змішування вапна, вулканічного попелу та піску в сухому вигляді, а вже потім …
Ферментація робить водорості смачнішими — нове дослідження
Нове дослідження демонструє, що зміна смакових властивостей морських водоростей через ферментацію є перспективним шляхом харчових інновацій, а не універсальною технологічною нормою. Робота показує, що ферментація, тобто «контрольоване мікробне перетворення рослинної сировини», здатна суттєво пом’якшити аромат і смак морських водоростей. Професор Вендер Бреді наголошує: «Ми хотіли з’ясувати, чи може ферментація поліпшити сенсорні властивості морських водоростей…» (Бреді). …
Вчені виявили «мозкові землетруси» у психотичних розладах
Нові дані вказують, що «мозкові землетруси» — раптові порушення зв’язності мереж — можуть бути ключем до розуміння психотичних розладів, зокрема шизофренії та біполярного розладу. Дослідники склали карту ділянок мозку та зв’язків між ними. Тут показана ліва кора головного мозку з позначенням ділянок, уражених шизофренією та біполярним розладом, включаючи сенсомоторну (SM) та зорову (VI) ділянки. (Li …
Мікропластик пов’язали з процесами, що прискорюють нейродегенерацію
Нове дослідження описує п’ять біологічних механізмів, через які мікропластик може запускати запалення й ушкодження мозку, потенційно впливаючи на перебіг нейродегенеративних хвороб. Аналіз, опублікований у Molecular and Cellular Biochemistry, узагальнює докази того, що мікропластик здатен проходити в мозок і діяти як запальний тригер. Доцент Камаль Дуа наголосив: «організм сприймає мікропластик як чужорідні інтрузи». П’ять механізмів впливу …
Кава може сповільнювати біологічне старіння у людей з психрозладами
Помірне щоденне споживання кави може уповільнювати клітинне старіння людей із тяжкими психічними розладами, що свідчать нові дані про зв’язок кофеїну з довжиною теломерів. Аналіз, представлений у BMJ Mental Health, показав: 3–4 чашки кави на день асоціюються з довшими теломерами «кінцеві ділянки хромосом, що відображають темп біологічного старіння». Рікута Хамая пояснила: «теломери дуже чутливі до окисного …
Формули Рамануджана виявилися ключем до сучасної фізики
Столітні формули Шрініваси Рамануджана для обчислення числа пі несподівано проявляються в сучасних теоріях критичних явищ, турбулентності та чорних дір. Дослідники з Центру фізики високих енергій IISc встановили, що математична основа формул Рамануджана природно виникає в конформних теоріях поля «моделі, що описують системи із симетрією масштабної інваріантності». Анінда Сінха підкреслив: «ці алгоритми насправді базуються на роботі …
Спільний аналіз нейтрино наблизив учених до розуміння походження матерії
Спільний аналіз експериментів T2K і NOvA наблизив фізиків до розуміння того, чому у Всесвіті домінує матерія. Два найбільші нейтринні проєкти вперше об’єднали свої результати, створивши унікальний масив даних для вивчення осциляцій нейтрино «процес зміни квантового стану й типу частинки під час руху». Кендалл Ман підкреслив: «це була велика перемога для нашої галузі». Таке поєднання спостережень …
Новий спосіб блокування відновлення раку знайшли дослідники
Нові дослідження показують, що ракові клітини використовують прихований резервний механізм репарації ДНК, і цей процес можна заблокувати для зупинки росту пухлин. Команда Інституту Скріппс з’ясувала, що ракові клітини активують неточний шлях відновлення — Break-Induced Replication («BIR») — коли накопичуються серйозні дволанцюгові розриви ДНК. Як наголошують автори, «BIR працює як аварійна ремонтна бригада, що діє швидко, …
Складне життя виникло на мільярд років раніше
Нове дослідження показує, що формування складних еукаріотичних рис могло розпочатися майже 3 мільярди років тому — задовго до кисневого збагачення Землі. Команда, що застосувала метод «молекулярного годинника», встановила раннє виникнення базових еукаріотичних структур, включно з актином, тубуліном та протоядром. Том Вільямс пояснив: «ми змогли створити дерево життя з роздільною здатністю за часом», поєднавши генетичні дані …
Погане здоров’я зубів підвищує ризик інсульту
Дослідження виявляє зв’язок між поєднанням карієсу та хвороб ясен і різким зростанням ризику інсульту та серцево-судинних подій. Науковці повідомляють, що люди з поєднаними ураженнями мають на 86% вищий ризик інсульту, що вказує на важливість стабільної гігієни ротової порожнини. Автор роботи Сувік Сен підкреслив: «ми виявили, що люди, які страждають як на карієс, так і на …
Типи депресії пов’язані з різними хворобами тіла
Нові дані показують, що різновиди депресії можуть по-різному «спрямовувати» розвиток кардіометаболічних хвороб у дорослих, — вказує сучасне дослідження. Учені встановили, що депресія як «розлад настрою» пов’язана з фізичними станами, і це відкриває нові підходи до їх розуміння. Семирічне спостереження за 5794 учасниками проєкту NEO дозволило виокремити «меланхолійний» та «атиповий/енергетичний» профілі. Ці категорії ґрунтувалися на відповідях …
ШІ навчився зчитувати стан здоров’я через піт
Команда науковців показала, що піт може стати основою для нового покоління носимих діагностичних технологій — чутливих, безболісних і здатних відстежувати стан організму в режимі реального часу. У новому дослідженні (Journal of Pharmaceutical Analysis) фахівці описують, як піт — рідина, що містить унікальний набір молекул — може служити джерелом гормональних, метаболічних та фармакологічних сигналів. Доцентка Даянн …
Вчені відкрили організм, який порушує золоте правило біології
Міжнародна команда молекулярних біологів виявила архею, що зчитує один стоп-кодон двома різними способами, порушуючи «золоте правило» точності генетичного коду. У дослідженні, опублікованому в PNAS, показано: Methanosarcina acetivorans інтерпретує кодон UAG як стоп-сигнал або як інструкцію додати амінокислоту піролізин. Це ламання класичної доктрини «один кодон — одне значення». За словами Діпті Наяк, «біологічні системи є більш …
Хронічний біль збільшує ризик гіпертонії на 75%
Нове популяційне дослідження показало, що хронічний і поширений біль суттєво підвищує ризик розвитку гіпертонії, частково через вплив депресії та запалення. Аналіз даних понад 200 000 дорослих продемонстрував, що поширений тривалий біль значно збільшує ймовірність підвищення артеріального тиску. Авторка роботи Джил Пелл наголошує: «чим більш поширений біль, тим вищий ризик розвитку гіпертонії». Дослідники описують «гіпертонію» як …
Жирові стовбурові клітини відновили переломи хребта у щурів
Нове дослідження демонструє, що жирові стовбурові клітини можуть ефективно відновлювати переломи хребта, відкриваючи шлях до менш інвазивних терапій. Команда Осака Метрополітен Університету випробувала стовбурові клітини жирової тканини (ADSC) на моделі остеопоротичних ушкоджень у щурів. Ці клітини легко отримати навіть у літніх пацієнтів, що робить метод перспективним. Дослідники сформували сфероїди ADSC, здатні диференціюватися у кісткову тканину, …
Дослідження: колективне відчуття клітин може зупинити поширення пухлин
Нові дані показують, що клітинні колективи здатні відчувати середовище на значно більших відстанях, ніж вважалося раніше, що допомагає зрозуміти механізми поширення раку. У цій моделі клітинні кластери можуть «відчувати» те, що знаходиться далі за межами їхнього оточення в людському тілі, діючи як колектив, що тут показано як «простягання руки», де червоний колір позначає просторовий розподіл …
Знайдено еукаріота, що витримує температуру майже кипіння
Новий препринт описує відкриття еукаріотичної «вогняної амеби», що розмножується при температурах, які раніше вважалися неможливими, встановивши рекорд термостійкості серед складних клітинних організмів. Incendiamoeba cascadensis, знайдена в киплячих джерелах Лассен-Волканік, зростає лише вище 42 °C і демонструє активний мітоз до 63 °C. «Наші висновки ставлять під сумнів сучасну парадигму температурних обмежень для еукаріотів», — пояснюють Х. …
Гігантський геном «кальмара-вампіра» шокує науку
Світло нових генетичних даних проливає унікальний погляд на еволюцію головоногих, відкривши вражаючий геном «кальмара-вампіра», що став найбільшим серед секвенованих для цієї групи. Команда науковців визначила, що Vampyroteuthis infernalis має геном понад 11 мільярдів пар нуклеотидів, у якому прихована давня еволюційна архітектура. За словами Олега Сімакова, «кальмар-вампір знаходиться на межі між восьминогами та кальмарами», що робить …
У Чорнобилі знайдено гриб, що процвітає під радіацією
Закрита Чорнобильська зона прихистила дивний меланізований гриб, який несподівано процвітає серед іонізуючого випромінювання, смертельного для більшості форм життя. Перші спостереження українських науковців наприкінці 1990-х виявили «вражаючу спільноту з 37 видів грибів» (Н. Жданова). Домінував Cladosporium sphaerospermum — чорний гриб з високим рівнем меланіну. Згодом радіофармаколог Катерина Дадачова виявила, що гриб «краще росте під дією іонізуючого …
Середземноморська дієта знижує ризик запорів
Широкомасштабний аналіз понад 96 000 дорослих показує, що харчові звички у зрілому віці суттєво впливають на ризик хронічного запору. Дослідники Mass General Brigham оцінили вплив п’яти популярних дієт і з’ясували, що середземноморська та рослинна моделі харчування пов’язані з меншими ризиками, причому ефект не залежав від споживання клітковини. «Хронічний запор вражає мільйони людей», підкреслив Кайл Сталлер. …
Дієта може виправити білковий дисбаланс старіючого мозку
Нове дослідження демонструє, що старіння порушує білковий баланс мозку, але харчові втручання можуть частково відновити ці процеси. Команда Інституту старіння Лейбніца виявила, що з віком змінюється «убіквітилювання» — хімічне мічення білків, яке визначає їхню активність та розпад. Мас-спектрометрія показала накопичення цих міток у мозку старих мишей. Алессандро Орі пояснив: «Процес убіквітилювання діє як молекулярний перемикач». …
Ваш режим випорожнення вказує на ризики для здоров’я
Нове дослідження демонструє, що частота дефекації є інформативним показником загального стану організму та може сигналізувати про метаболічні ризики. Команда Інституту системної біології вивчила дані 1425 загалом здорових людей і виокремила оптимальний режим — один-два випорожнення на день, названий «зоною Золотоволоска» (авт.). Особи з рідкісною дефекацією частіше мали бактерії, пов’язані з ферментацією білків, та підвищені токсичні …
Підліток із Бельгії став доктором наук у 15 років
Описано унікальний випадок здобуття докторського ступеня з квантової фізики 15-річним бельгійським вундеркіндом Лораном Сімонсом. Лоран Сімонс став одним із наймолодших дослідників, які досягли рівня PhD, продемонструвавши виняткові інтелектуальні здібності та стійку наукову мотивацію. Фламандські медіа повідомляють, що «Лоран Сімонс захистив свою дисертацію в Антверпенському університеті» (VTM). Термін «квантова фізика» означає галузь, що досліджує властивості матерії …
Стопа з Ефіопії довела співіснування гомінідів
Нові викопні знахідки в Ефіопії підтвердили існування ще одного виду давніх гомінідів, який співіснував із відомою «Люсі», змінюючи уявлення про еволюцію людини. У 2009 році в Буртеле (Північно-Східна Ефіопія) було виявлено стопу з протиставленим великим пальцем, що не характерно для Australopithecus afarensis, виду, до якого належала знаменита Люсі. Така анатомічна особливість, притаманна мавпам, дозволяє хапатися …
Вчені: свідомість виникла задовго до людини
Описана в дослідженні еволюційна природа свідомості кидає виклик усталеній думці про її унікальність серед людей, висуваючи ідею її виникнення ще в доісторичні часи як базового адаптивного механізму. Свідомість, на думку вчених з Рурського університету у Бохумі, могла з’явитися не як пік людської еволюції, а як універсальний біологічний інструмент, притаманний багатьом видам. Філософи Альберт Нойен (Albert …
Європа інвестує в Місяць: Німеччина лідирує у фінансах
Європейське космічне агентство (ЄКА) суттєво збільшує бюджет, аби не відстати у глобальній космічній гонці. Перед конференцією в Бремені генеральний директор ЄКА Йозеф Ашбахер попередив: «Європа може опинитися на узбіччі космічного розвитку без належного фінансування», — цитує агентство dpa. За результатами зустрічі, бюджет агентства на наступні три роки зросте до 22,1 мільярда євро, що дозволить реалізувати …
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