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.
Використання телефону в туалеті пов’язане з болісним захворюванням
Звичка користуватися смартфоном у туалеті може бути пов’язана з підвищеним ризиком розвитку геморою, ймовірно через збільшення часу, проведеного в сидячому положенні. Дослідження, проведене в Beth Israel Deaconess Medical Center (США) і опубліковане в журналі PLOS One, проаналізувало зв’язок між «туалетним скролінгом» і здоров’ям прямої кишки. Геморой — це стан, за якого вени в анальному каналі …
Вчені виявили ключовий білок старіння
Дослідники ідентифікували білок EPS8 як ключовий молекулярний фактор, що з віком сприяє накопиченню токсичних білкових агрегатів — характерної ознаки нейродегенеративних захворювань. Команда під керівництвом професора Девіда Вільчеза з дослідницького кластера старіння CECAD використала модельний організм Caenorhabditis elegans для вивчення того, як вікові клітинні зміни запускають патологічні процеси. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Aging. З …
Писемність, можливо, почалася 40 000 років тому
Різьблені знаки віком понад 40 000 років, які раніше вважали декоративними, можуть бути ранньою формою інформаційного запису, статистично подібною до найдавніших систем письма. Лінгвіст Крістіан Бенц із Saarland University та археолог Єва Дуткевич із берлінського Museum fur Vor- und Fruhgeschichte проаналізували понад 3000 знаків, нанесених на 260 палеолітичних артефактів. Дослідження, підготовлене до публікації в журналі …
Старіння робить мозок «дірявим», але фізичні вправи протистоять цьому
Регулярні фізичні вправи можуть сповільнювати вікове погіршення пам’яті, впливаючи не лише на мозок, а й на периферійні органи, які керують його захисними бар’єрами. Дослідники з University of California, San Francisco (UCSF) описали механізм, який пояснює нейропротекторний ефект фізичної активності. У роботі, опублікованій в журналі Cell, показано, що тренування запускають молекулярні сигнали в організмі, які відновлюють …
Вичерпано останні обмеження на ядерну зброю, що штовхає світ до нової гонки озброєнь
Після завершення дії договору Новий СНО світ уперше за десятиліття залишився без обов’язкових обмежень на стратегічні ядерні арсенали США та росії. Новий СНО обмежував розгорнуті стратегічні боєголовки до 1550 одиниць для кожної сторони. Він передбачав інспекції, обмін даними та заборону перешкоджати супутниковому моніторингу. Договір не регулював резервні запаси, але забезпечував передбачуваність і прозорість. Такі механізми …
У Панамі знайшли гробницю віком понад 1000 років
У Панамі археологи відкрили гробницю IX–X століть із багатими золотими та керамічними артефактами, що свідчать про високий соціальний статус похованої особи. Розкопки проведено на пам’ятці Ель-Каньо у провінції Кокле, приблизно за 200 кілометрів від міста Панама. Цей археологічний комплекс пов’язують із доіспанськими культурами Центральноамериканського перешийка. Дослідження тривають тут понад два десятиліття. Раніше вже було виявлено …
Надзвичайно стійкий до радіації організм розвинув дивовижну здатність
Археон Thermococcus gammatolerans, відкритий у зоні гідротермальних джерел, демонструє виняткову стійкість до іонізуючого випромінювання, хоча його природне середовище не пов’язане з підвищеною радіацією. Цей мікроорганізм належить до домену архей — «прокаріотичних організмів, відмінних від бактерій і еукаріот». Він витримує до 30 000 грей, тобто одиниць поглинутої дози випромінювання, що у тисячі разів перевищує смертельний рівень …
ШІ відкрив нові закони фізики плазми
Фізики з Університету Еморі запропонували новий теоретичний підхід, у якому штучний інтелект використано для відкриття раніше невідомих законів багаточастинкових систем. Дослідження, опубліковане в журналі PNAS, поєднало експерименти з пиловою плазмою — «іонізованим газом із зарядженими мікрочастинками» — та спеціально спроєктовану нейронну мережу. На відміну від типових застосувань машинного навчання, алгоритм не лише аналізував дані, а …
Таємницю клітинних мембран розкрили фізики
Дослідження фізикині Рани Ашкар, опубліковане в журналі Nature Communications, пояснює суперечності у властивостях клітинних мембран через принцип щільності ліпідного пакування. Клітинна мембрана — це «тонка, гнучка оболонка, що оточує клітину та забезпечує вибірковий транспорт речовин». Її основу становлять ліпіди — «жироподібні молекули, що формують бішар». Згідно з базовим принципом фізики, зміна складу має змінювати механічні …
Вчені вважають, що лід Гренландії кипить, як розплавлена порода
Радарні дослідження глибин Гренландського льодовикового щита виявили загадкові шлейфоподібні структури, які, ймовірно, є наслідком теплової конвекції всередині масивної крижаної товщі. Ці структури вперше описали у 2014 році після аналізу даних радару, що проникає крізь лід. Такий метод дозволяє картографувати внутрішні шари, сформовані поступовим накопиченням снігу. Кожен шар містить відмінності у складі пилу, попелу та кислотності. …
5000-річні бактерії з крижаної печери стійкі до сучасних антибіотиків
Бактерія, ізольована з п’ятитисячолітнього печерного льоду в Румунії, продемонструвала несподівану стійкість до сучасних антибіотиків, відкривши нові аспекти еволюції резистентності. Дослідники проаналізували штам Psychrobacter SC65A.3, виділений із крижаної печери Скарішоара, результати опубліковано у Frontiers in Microbiology. Psychrobacter — це «рід холодоадаптованих бактерій», здатних виживати за низьких температур. Геномний аналіз виявив понад 100 генів, пов’язаних із антибіотикорезистентністю …
Люди досі еволюціонують на наших очах на Тибетському плато
Дослідження тибетських популяцій показує, що еволюція людини триває, а адаптація до високогірної гіпоксії підвищує репродуктивний успіх. На висотах понад 3500 метрів умови «гіпоксії» — стану нестачі кисню в тканинах — є хронічними. Для більшості людей це спричиняє гірську хворобу. Проте мешканці Тибетського плато тисячоліттями демонструють фізіологічну стійкість. «Адаптація до гіпоксії на великій висоті захоплива… Це …
Вчені виявили прихований механізм, який контролює хімічні сигнали мозку
Нове дослідження демонструє, що механічні властивості мозкової тканини безпосередньо формують хімічний ландшафт розвитку нейронних мереж. Протягом десятиліть вважалося, що «градієнти сигнальних молекул» — просторові відмінності концентрацій біоактивних сполук — визначають організацію тканин. Однак сучасна «механобіологія» — наука про вплив фізичних сил на клітини — доводить значущість жорсткості середовища. Дослідники з MPZPM, FAU та University of …
У США частіше скаржаться на «туман мозку» після COVID
Масштабне міжконтинентальне дослідження виявило суттєві відмінності у неврологічних симптомах тривалого COVID між країнами з різним рівнем доходу та культурними установками щодо психічного здоров’я. У роботі, опублікованій в журналі Frontiers in Human Neuroscience, проаналізовано дані понад 3100 пацієнтів із США, Колумбії, Нігерії та Індії. Більшість учасників не були госпіталізовані під час гострої фази інфекції. У США …
Життя народилося в льоді? Вчені шокували відкриттям!
Експерименти свідчать, що цикли заморожування-відтавання в крижаному середовищі могли сприяти росту та відбору примітивних мембранних структур, формуючи ранні протоклітини. Дослідники з ELSI (Institute for Earth-Life Science) змоделювали «протоклітини» — прості ліпідні везикули, що інкапсулюють молекули ДНК. Вони використали фосфоліпіди POPC, PLPC та DOPC, які відрізняються ступенем «ненасиченості» — кількістю подвійних зв’язків в ацильних ланцюгах. Більша …
Фізики пояснили природу «магічних чисел» атома
Нове дослідження пояснює походження «магічних чисел» ядерної фізики, використовуючи математичний підхід, подібний до мікроскопа зі змінною роздільною здатністю, що поєднує квантову взаємодію частинок із моделлю оболонок. Ще у ХХ столітті Марія Гепперт-Маєр показала, що ядра з певною кількістю протонів і нейтронів — 50 або 82 — демонструють підвищену стабільність. Ці «магічні числа» пояснювалися оболонковою моделлю …
Гігантський вірус переписує правила синтезу білка
Нове дослідження демонструє, що гігантські віруси кодують елементи клітинного апарату трансляції, посилюючи контроль над синтезом білка в заражених амебах і ставлячи під сумнів класичне розмежування між вірусами та клітинними організмами. Йдеться про мімівірус — представника гігантських вірусів, відкритого у 2003 році. Його геном містить сотні генів, частина з яких пов’язана з процесом трансляції — синтезу …
Вчені виявили, як назавжди «вимкнути» гени раку
Дослідники з Університету Монаша та Гарварду продемонстрували, що вплив на ключові епігенетичні білки може стабільно вимикати гени, необхідні для виживання лейкемічних клітин, відкриваючи перспективу коротших і менш токсичних схем терапії. Робота, опублікована в журналі Nature Cell Biology, зосереджена на «епігенетичній терапії» — підході, що змінює регуляцію генів без модифікації їхньої ДНК-послідовності. Епігенетика — це система …
Люди — єдині примати з підборіддям — тепер ми нарешті знаємо чому
Аналіз морфології приматів свідчить, що людське підборіддя могло виникнути як побічний продукт інших еволюційних змін, а не як результат прямого природного добору. Підборіддя — це кістковий виступ нижньої щелепи, характерний лише для Homo sapiens серед усіх приматів. Воно довго розглядалося як адаптивна ознака, пов’язана з жуванням, мовленням або статевим добором. «Еволюція часто є більш хаотичною …
Археологи виявили слід Пунічних воєн у розкопках
Знахідка кістки слонячої лапи на іспанській пам’ятці залізної доби може стати першим матеріальним свідченням бойових слонів Ганнібала в Європі. Слони не були типовими для європейського ландшафту, тому виявлення зап’ястної кістки на Коліна-де-лос-Кемадос одразу набуло особливого значення. Пам’ятка пов’язується з подіями Другої Пунічної війни (218–201 рр. до н.е.), коли карфагенський полководець Ганнібал здійснив легендарний перехід через …
У мозку виявили можливу мережу «прихованих» судин
Ймовірне відкриття прихованої мережі лімфатично-подібних судин у мозку може змінити уявлення про очищення нервової тканини та патогенез нейродегенеративних хвороб. Сучасна модель передбачає, що відходи метаболізму виводяться через глімфатичну систему — «мережу периваскулярних каналів, що транспортують спинномозкову рідину», яка взаємодіє з лімфатичною системою. Раніше лімфатичні судини виявляли лише в мозкових оболонках. Команда Чонгчжао Рана повідомляє про …
Найстаріший у світі вірус застуди знайшли в легенях жінки 18 століття
Генетичний аналіз зразків легень XVIII століття дозволив реконструювати РНК-геном риновірусу, зробивши його найстарішим підтвердженим РНК-вірусом людини. На відміну від вірусів із ДНК, риновіруси мають геном із РНК — «молекули, що є хімічно менш стабільною та швидко деградує після смерті». Дослідники виявили вірус у легеневій тканині жінки, яка померла у 1770-х роках, зі зразків Хантеріанського музею …
П’ять дієт можуть додати до трьох років життя
П’ять моделей харчування з високою часткою рослинної їжі пов’язані зі збільшенням тривалості життя до трьох років навіть у людей із генетичним ризиком передчасної смертності. У дослідженні на основі даних UK Biobank (понад 103 000 учасників) аналізували дотримання п’яти підходів: середземноморської дієти, рослинної дієти, DASH — «дієтичні підходи до зниження гіпертонії», DRRD — «дієта для зменшення …
У Німеччини знайшли легендарний восьмикутний меч бронзової доби віком 3400 років
Археологи дослідили 3400-річний восьмикутний меч бронзової доби з південної Німеччини та встановили, що його «червоно-золотий» ефект створювали за допомогою мідних інкрустацій і хімічної патини. Меч типу Achtkantschwert було знайдено поблизу Нердлінгена в Баварії. Для недеструктивного аналізу використали синхротронне випромінювання BESSY II у Helmholtz-Zentrum Berlin та метод комп’ютерної томографії — «пошарове рентгенівське сканування з тривимірною реконструкцією». …
Вчені розкрили склад бальзамуючої речовини зі Стародавнього Єгипту
Результати дослідження давньої ароматичної речовини, знайденої під час археологічних робіт, повідомляє Phys.org. Вчені використали сучасні методи хімічного аналізу для вивчення залишків речовини. Йдеться про застосування інструментальних методів, зокрема газової хроматографії — «методу розділення сумішей на окремі компоненти». Також використовувалася мас-спектрометрія — «метод визначення молекулярного складу речовин». Дослідники встановили, що зразок містив кілька органічних сполук рослинного …
У лабораторії Оук-Рідж запустили роботизовану платформу для знімання коренів у ґрунті
Міністерська лабораторія Oak Ridge National Laboratory запустила роботизовану платформу для швидкого аналізу кореневих систем у процесі росту, як повідомляє Phys.org. Розробка дає дані, придатні для обробки штучним інтелектом. Мета — прискорити створення культур, стійких до стресів. Нова платформа додала «підземне знімання» («візуалізація коренів у ґрунті») до Advanced Plant Phenotyping Laboratory. Цей комплекс уже використовував камери …
Генетичний аналіз показав: у Японії в пізньому плейстоцені жили печерні леви
Між 73 000 і 20 000 років тому Японський архіпелаг населяли печерні леви (Panthera spelaea), у матеріалі повідомляє Sci.News. До такого висновку дійшли після генетичного та протеомного аналізу решток. Раніше ці знахідки зазвичай відносили до тигрів (Panthera tigris). Автори нагадують, що в пізньому плейстоцені леви й тигри були поширеними «верхівковими хижаками» («видами на вершині харчового …
Найвищий генетичний ризик гемохроматозу зафіксували на Гебридах і в північно-західній Ірландії
Дослідники з Університету Единбурга нанесли на карту генетичну схильність до гемохроматозу («спадковий розлад із надмірним накопиченням заліза») у Великій Британії та Ірландії, у матеріалі повідомляє SciTechDaily. Стан інколи називають «кельтським прокляттям». За даними публікації, найвищий ризик очікують у Зовнішніх Гебридах і північно-західній Ірландії. Гемохроматоз розвивається поступово, йдеться у повідомленні. Надлишок заліза може накопичуватися в печінці, …
Квантові повторювачі наблизили «квантовий інтернет»: передача ключів на 100 кілометрів волокном
Дослідники з Китаю вперше розширили «пристроєво-незалежний розподіл квантових ключів» («DI-QKD», протокол безпеки без довіри до пристроїв) понад 100 кілометрів, як повідомляє SciTechDaily. Роботу виконала група під керівництвом Цзяньвей Паня, Цяна Чжана та Сяохуея Бао. Вони працюють в Університеті науки й технологій Китаю, що входить до Китайської академії наук. У публікації зазначено, що команда продемонструвала ключовий …
На клональній осиці Пандо виявили, що умови краю лісу формують грибні спільноти
Дослідження показало, що «крайовий ефект» («відмінності між краєм лісу та його внутрішніми ділянками») поширюється на мікробів і не залежить від виду дерева-господаря, у матеріалі повідомляє Phys.org. Роботу виконав Джеффрі Зан, доцент прикладних наук William & Mary. Результати опублікували у журналі Fungal Ecology. Упродовж десятиліть науковці бачили, що гриби на краях лісів відрізняються від внутрішніх. Було …
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