Впервые в истории науки конденсат Бозе-Эйнштейна был получен при комнатной температуре

Впервые в истории науки конденсат Бозе-Эйнштейна был получен при комнатной температуре

Явление из области квантовой механики, известное под названием конденсата Бозе-Эйнштейна (Bose-Einstein Condensate, BEC), впервые было продемонстрировано в 1995 году. Эти эксперименты послужили доказательством того, что некоторые из квантовых явлений существуют не только на бумаге, но и в материальном мире. Естественно, что и как большинство других квантовых явлений, конденсат Бозе-Эйнштейна впервые был создан при температуре, близкой к абсолютному нулю, -273 градуса по шкале Цельсия. А недавно исследователи из научного центра Binnig and Rohrer Nano Center компании IBM оказались способны получить конденсат Бозе-Эйнштейна при комнатной температуре, используя специально разработанный для этого полимерный материал, лазер и несколько зеркал.

Специалисты компании IBM полагают, что результаты из экспериментов имеют огромный потенциал для их использования в создании ряда оптоэлектронных устройств, включая сверхскоростные оптические переключатели и высокоэффективные лазеры. Одним из практических применений высокотемпературного конденсата Бозе-Эйнштейна может стать изготовление так называемых атомарных лазеров, которые могут использоваться в процессах высокоточной литографии на уровне отдельных атомов, в научном оборудовании, позволяющем произвести измерения гравитационных полей и сил.

Вероятно, следует напомнить нашим читателям, что представляет собой конденсат Бозе-Эйнштейна? Это особое состояние материи, которое было теоретически описано в 1920-х годах Шатьендранатом Бoзе (Satyendra Nath Bose) и Альбертом Эйнштейном на основании существовавших на то время знаний об особенностях некоторых видов элементарных частиц, известных как статистика Бозе-Эйнштейна. Реальный конденсат Бозе-Эйнштейна получается тогда, когда разреженный газ, состоящий из частиц-бозонов охлаждается до самой допустимо низкой температуры. При этом все частицы газа переходят в самое низкое квантовое энергетическое состояние. Самым интересным в этом является то, что конденсат Бозе-Эйнштейна начинает действовать как один огромный атом, за счет того, что его атомы всегда имеют одинаковое квантовое состояние.

До последнего момента единственным методом получения конденсата Бозе-Эйнштейна было охлаждение облака частиц-бозонов до сверхнизких температур. Но, поместив полимерную пленку, толщиной 35 нанометров между двумя зеркалами и осветить получившуюся структуру светом лазера с определенными характеристиками, ученым IBM удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна при комнатной температуре. При этом, частицы-бозоны конденсата получаются за счет света, который проходит сквозь полимерную пленку и колеблется в ее пределах, много раз отражаясь от зеркал.

В данном случае состояние конденсата Бозе-Эйнштейна существует только в течение пикосекунд времени, но исследователи полагают, что конденсат уже существует достаточно долго для того, чтобы создать подобный лазеру источник света и оптический переключатель, которые могут стать основой будущих квантово-оптических коммуникационных систем.

После того, как исследователям удалось получить устойчивый эффект, приводящий к формированию конденсата Бозе-Эйнштейна, они собираются произвести дальнейшие исследования, направленные на получение контроля над квантовым состоянием суператома конденсата. Когда им удастся достичь этого в достаточной мере, такая квантовая система может быть использована во многих областях. О некоторых из этих областей мы упоминали выше, а еще одной важной областью является исследования в направлении реализации еще одного квантового явления - явления высокотемпературной сверхпроводимости.

Google купила компанию Boston Dynamics и займется производством роботов

Google купила компанию Boston Dynamics и займется производством роботов

Как сообщает американская газета The New York Times, Google купила Boston Dynamics, инженерную компанию, специализирующуюся на разработке роботов. Об это было сообщено в пятницу. Базирующаяся в городе Уолтем, штат Массачусетс, Boston Dynamics заработала репутацию компании, создающей одни из самых высокотехнологичных роботов с невероятно высоким уровнем равновесия. Кроме того, Boston Dynamics создала самого быстрого в мире робота Cheetah. Робот, к слову, быстрее самого быстрого в мире человека — Усейна Болта.

Это уже восьмая компания, специализирующаяся на производстве роботов, которую Google купила за последние полгода. Главные лица интернет-гиганта определенно знают, что делать дальше с такой коллекцией. Последними новостями с этого фронта является информация о том, что Энди Рубин, человек стоявший за созданием и развитием мобильной операционной системы Android и покинувший этот проект, имеет большие планы в отношении развития роботехнического отдела в Google. Он будет базироваться в Пало-Альто и иметь один офис в Японии. И Boston Dynamics, одна из самых успешных и крупных компаний, занимающихся производством роботов, как раз пригодится для этого дела.

Как отмечает NYT, сделка о покупке Boston Dynamics является прямым индикатором того, что Google собирается строить новый класс автономных систем, способных делать все что угодно. Начиная от уборки наших квартир и уходом за пожилыми людьми и заканчивая доставкой почты.

Отметим здесь же, что Boston Dynamics была основана в 1992 году Марком Райбертом, бывшим профессором Массачусетского технологического института. Компания не занимается коммерческой продажей роботов, однако старается развивать технологии создания. Самыми знаменитыми творениями компании являются роботы BigDog, Cheetah (и его эволюционная модель WildCat), PETMAN и Atlas. Кроме того, компания выступала в качестве консультирующего эксперта для Sony в рамках разработки роботов для потребительского рынка, в число которых, например, входит роботизированная собака Aibo.

Интересным фактом в истории Boston Dynamics является еще и то, что компания выполняла заказы для Пентагона и Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA). Однако, как отмечает The New York Times, несмотря на то, что Google продолжит соблюдение уже заключенных контрактов между этими предприятиями, «компания не планирует в будущем заниматься военными подрядами».

Самый быстрый робот на Земле — Cheetah

Николай Хижняк

Рынок 3D-печати к 2020 году будет оцениваться в 8 миллиардов евро

Рынок 3D-печати к 2020 году будет оцениваться в 8 миллиардов евро

Многие представителей медиа соглашаются с тем, что несмотря на свое быстрое развитие, технологии 3D-печати еще не подошли к той стадии, когда они смогут начать настоящую революцию. Однако последние наработки, в частности касающиеся пищевой индустрии, позволяют нам делать довольно оптимистичные прогнозы.

Технология 3D-печати, словно акула, начинает отъедать те сферы и рынки, к которым раньше невозможно было даже подступиться. Аналогичная картина складывается, например, с рынком ПК, где среди десктопов и лэптопов третью строчку популярности уже занимают планшетные компьютеры, грозя своим высокотехнологичным кулаком изменить положение дел. Многие ожидают, что 3D-принтеры и технологии на их базе смогут трансформировать рынок производства высокотехнологичных продуктов похожим, если не таким же, образом. Правда, не за год, как в случае с планшетами, но тем не менее.

Издательства The New Scientist и The Guardian, например, с этим полностью согласны, ну или как минимум сходятся в мыслях: в течение ближайших семи лет мы станем свидетелями колоссального роста и развития индустрии 3D-печати.

К 2020 году стоимость этого рынка будет оцениваться как минимум в 8 миллиардов долларов или чуть ниже 6 миллиардов евро. Однако, зная какими гибкими могут становиться компании, когда речь заходит о зеленых бумажках, стоимость рынка к этому моменту может составлять и все 7-8 миллиардов евро.

В любом случае революция будет заметной, такой же заметной, какой в свое время стала революция смены кассет с магнитной лентой или пластинок на компактные оптические диски. Уже сейчас технология позволяет создавать самые различные вещи и работать с самыми различными материалами и даже заниматься цветной печатью, поэтому этой индустрии на самом деле не так уж и много осталось решить задач, которые позволили бы в конечном итоге снизить (или по крайней мере сохранить) стоимость и увеличить массовую доступность.

Пожалуй, единственной на текущий момент большой проблемой, связанной с 3D-печатью, является отсутствие в разнице стоимости производства по сравнению с конвейерным массовым производством. Кроме того, возникают некоторые безумные идеи, вроде вопросов о легальности напечатанного оружия, но аналитики уверены, что подобные издержки являются нормой для любого шага на пути к технологической революции, и развитию, и адаптации технологии 3D-печати они никак не смогут помешать.

Николай Хижняк

Ford представила беспилотный исследовательский автомобиль Fusion Hybrid

Ford представила беспилотный исследовательский автомобиль Fusion Hybrid

Многие производители автомобилей вкладывают огромное количество своего времени и ресурсов в развитие автономных или, как еще их называют, «беспилотных» транспортных средств. Исключением не является и компания Google, которая заигрывает с этой технологией, но понимает, что возможности ее коммерческого использования еще далеки. Но сегодня мы поговорим не о ней, а о компании Ford, которая представила автономное гибридное транспортное средство Fusion Hybrid, разработанное совместно с научными сотрудниками Мичиганского университета и инвестиционной компанией State Farm.

Разработка этого автомобиля является частью исследования компании Ford на возможность внедрения подобной техники и технологий на дороги общественного пользования после 2025 года. На самом деле компания Ford занимается исследованием автономных транспортных средств на протяжении последних десяти лет. И Fusion Hybrid стал для нее результатом этой работы. Проект направлен на тестирование настоящих и будущих сенсорных систем автомобилей, а также на проверку технологий помощи при вождении. Ключевой задачей для Ford здесь является аккумулирование развития новых технологий, которые компания сможет применять в своих будущих поколениях автомобилей.

Радж Наир, вице-президент отдела мирового развития Ford, говорит, что в рамках этого проекта компания собирается «протестировать пределы возможностей полностью автоматизированной техники и определить нужные направления для будущего развития данных технологий».

Многие технологии, которые доступны в настоящих автомобилях Ford, вроде той же системы информирования о наличии автомобилей в мертвой зоне видимости, системы предупреждения покидания своей полосы, адаптивного круиз-контроля, системы предупреждения неисправности тормозов или системы активной помощи при парковке, являются ключевыми строительными блоками для развития полностью автоматизированных транспортных средств.

Система датчиков LiDAR

Автомобиль Fusion Hybrid использует такие же технологии, но предлагает еще и наличие четырех датчиков LiDAR, которые сканируют дорогу на скорости 2,5 миллиона раз в секунду. Эти сенсоры способны принимать отраженный от предметов на дороге свет в пределах 60 метров и составлять в реальном времени трехмерную карту окружающей автомобиль обстановки. Кроме того, сенсоры способны легко определять, кто находится перед автомобилем на расстоянии почти с размер футбольного поля: будь то маленькое животное, либо летящий по ветру или лежащий на дороге пакет.

Исполнительный директор Билл Форд говорит, что автоматизированные транспортные средства полностью отражают видение компании о будущей мобильности, а также позволяют увидеть будущее, «в котором автомобили на дороге общаются между собой и окружающим их миром, позволяя делать процесс вождения наиболее безопасным, освободить дороги от заторов и при этом заботиться об окружающей среде».
Николай Хижняк

А это электрический Форд-Фокус, если кто не видел:

I Want to Believe или поиски внеземных цивилизаций

Оригинал взят у postnauka в I Want to Believe или поиски внеземных цивилизаций

лекции

I Want to Believe или поиски внеземных цивилизаций

Астроном Владимир Сурдин о признаках жизни на Марсе, проекте OZMA и формуле Дрейка

астрономия

астрофизика

астрохимия

Вселенная

галактика

планета

Солнечная система

экзопланета

Доходы россиян

Оригинал взят у sergepolar в Доходы россиян

http://www.gks.ru/free_doc/new_site/population/bednost/tabl/1-2-6.htm

(via facebook maxim Pshirkov)

Золотая обертка

Оригинал взят у zelenyikot в Золотая обертка

Во время прочтения новости об успешном прилунении китайского зонда "Чанъэ-3", у некоторых возникли вопросы о том, что за странная золотая фольга покрывает этот аппарат. Я решил рассказать подробнее об этом.



( Read more... )

Второе значение генетического кода ДНК.

У генетического кода ДНК есть второе значение

© krishnacreations/Fotolia

Ученые обнаружили в ДНК второй – неизвестный до сих пор – код. Использование информации, зашифрованной этим кодом, кардинально изменит представления ученых о здоровье, мутациях и болезнях и методах их диагностики и лечения.

Это революционное открытие сделано группой во главе с доктором Джоном Стаматойаннопулосом (John Stamatoyannopoulos), доцентом кафедр геномики и медицины Вашингтонского университета (University of Washington), и опубликовано в журнале Science. Работа является частью проекта Энциклопедия элементов ДНК (Encyclopedia of DNA Elements Project), известного также как ENCODE, цель которого – узнать, где и как в геноме человека хранятся инструкции по реализации биологических функций. Эта многолетняя работа, в которой принимают участие ученые многих стран, финансируется Национальным научно-исследовательским институтом генома человека (National Human Genome Research Institute).

Доктор Джон Стаматойаннопулос

(John Stamatoyannopoulos) руководил группой,
открывшей второй код ДНК. (Фото: UW)

Со времени расшифровки в 60-х годах прошлого столетия генетического кода считается, что он используется исключительно для записи информации о белках. Ученые из UW были ошеломлены, обнаружив, что этот генетический код используется для записей двух потоков информации. В одном потоке зашифровано, как строятся белки, в то время как второй обеспечивает клетку информацией о том, как держать под контролем свои гены. Одни инструкции записаны поверх других, и именно поэтому второй пласт информации так долго оставался незамеченным.

«Уже более 40 лет мы исходим из предположения, что влияющие на генетический код изменения ДНК оказывают воздействие исключительно на синтез белков», – комментирует свое открытие доктор Стаматойаннопулос. «Теперь мы знаем, что это фундаментальное исходное положение о чтении человеческого генома представляет нам лишь половину всей картины. Полученные нами новые данные ярко демонстрируют, что ДНК – невероятно мощный механизм хранения информации, который природа в полной мере использует самым неожиданным образом».

В генетическом коде используется алфавит из 64-х букв, называемых кодонами. Группа из UW установила, что некоторые кодоны, названные учеными дуонами (duons), могут иметь два значения, одно из которых связано с белковой последовательностью, а другое – с контролем над генами. По-видимому, эти два типа значений развивались в тесном взаимодействии друг с другом. Инструкции по контролю над генами, очевидно, помогают стабилизировать определенные полезные свойства белков и их синтез.

Открытие дуонов окажет огромное влияние на интерпретацию учеными и врачами генома пациента и откроет пути к кардинально новым методам диагностики и лечения заболеваний.

По мнению доктора Стаматойаннопулоса, «тот факт, что генетический код одновременно передает два вида инструкций, означает, что многие изменения ДНК, которые, по-видимому, модифицируют белковые последовательности, могут фактически вызывать заболевание, нарушая программы контроля над генами или даже оба механизма одновременно».

Оригинальная статья

Exonic Transcription Factor Binding Directs Codon Choice and Affects Protein Evolution

Источник: http://www.washington.edu/…enetic-code/

Препарат, стимулирующий дифференциацию стволовых клеток в кардиомиоциты

Испытывается препарат, стимулирующий дифференциацию стволовых клеток в кардиомиоциты

clarinveracruzano.com

Ученые Медицинского научно-исследовательского института Сэнфорда-Бернема (Sanford-Burnham Medical Research Institute) открыли важнейшую молекулу-«переключатель», подавление которой инициирует дифференцировку стволовых клеток в клетки сердечной мышцы – кардиомиоциты. До сих пор центральный механизм, определяющий эту трансформацию, оставался неизвестным. В статье, опубликованной в журнале Genes & Development, показано, как определенный сигнал из окружающей клетку среды активирует гены, «заставляющие» стволовую клетку дифференцироваться в кардиомиоцит.

«Сегодня мы не можем создавать новые мышцы для людей с больным сердцем. Единственным способом замены поврежденной мышцы является пересадка сердца», – говорит руководитель исследования профессор Марк Меркола (Mark Mercola), PhD, директор программы развития и регенерации мышц в Sanford-Burnham. «Наша цель состоит в том, чтобы понять процесс, помогающий восстановлению клеток сердца, и разработать стимулирующие его препараты. Теоретически это снимает необходимость пересадки сердца».

В сотрудничестве с лабораторией Пьера Лоренцо Пури (Pier Lorenzo Puri), MD, PhD, ученые установили, что блокирование трансформирующего ростового фактора бета (transforming growth factor beta, TGF-beta) – белка, контролирующего клеточную пролиферацию и дифференцировку, – инициирует включение в стволовых клетках специфических генов кардиомиоцитов, направляя, тем самым, развитие стволовых клеток в клетки сердечной мышцы.

Блокирование TGF-beta оказывает специфическое воздействие на ДНК стволовых клеток, изменяя трехмерную структуру их хромосом и делая доступными гены мышечных клеток для молекулярных механизмов, считывающих генетический код и синтезирующих специфические для мышц белки.

Лаборатория доктора Пури занимается изучением ядерных механизмов, ремоделирующих структуру хромосом, в то время как профессор Меркола работает над молекулярными сигналами, управляющими развитием сердечной мышцы. Объединив усилия, ученые связали ключевые внешние факторы, дающие направление развитию стволовых клеток, с ремоделированием хромосом и, таким образом, определили «переключатель», превращающий стволовые клетки в клетки мышцы.

Значение этого открытия для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями заключается в том, что теперь повысить способность сердца к самовосстановлению – другими словами, активировать дифференциацию стволовых клеток в кардиомиоциты – можно, используя препараты, блокирующие TGF-beta. Группа профессора Мерколы уже разработала один такой потенциальный препарат, сообщив об этом в прошлом году в журнале Cell Stem Cell. Сейчас этот препарат испытывается на животных с моделью инфаркта миокарда.

Оригинальная статья

Coordinate Nodal and BMP inhibition directs Baf60c-dependent cardiomyocyte commitment

Источник: http://beaker.sanfordburnham.org/…broken-heart /

Обувь будущего: живые протоклеточные кроссовки с возможностью самовосстановления

Обувь будущего: живые протоклеточные кроссовки с возможностью самовосстановления

Лондонский дизайнер и экспериментатор Шеймис Эйден разрабатывает концепт кроссовок будущего, которые будут производиться на 3D-принтере из синтетически-биологического материала, обладающего свойствами самовосстановления. Эйден говорит, что Protocells, так называются кроссовки, будут изготавливаться с учетом точного размера стопы человека и будут ощущаться на ногах как вторая кожа. Кроме того, материал будет реагировать на давление и движение и при необходимости увеличиваться в объеме, создавая тем самым дополнительную амортизацию.

Проектом Шеймис занимается совместно с доктором Мартином Ханчиком, профессором Университета Южной Дании и специализирующимся на технологиях протоклеток (пробионтов). Протоклетки (или пробионты) являются базовыми молекулярными структурами, сами по себе не являющиеся живыми, но при объединении способны создавать живые организмы.

Путем смешивания различных типов этих неживых молекул ученые предпринимают попытки искусственного создания живых систем, которые впоследствии могут быть запрограммированы на различное поведение, например, особым образом реагировать на давление, а также свет и тепло.

«Клетки способны реагировать на давление и соответствующим образом на него отвечать», — поделилась Эйден с журналистами портала Dezeen на конференции Wearable Futures, проходившей в Лондоне.

«Когда вы бежите по разной поверхности, текстура способна надуваться или наоборот сжиматься в зависимости от того, какое давление подается на обувь. Такая возможность придаст вам дополнительную поддержку при беге».

После бега протоклетки в материале будут терять свою энергию, поэтому для ее восстановления обувь будет помещаться в специальную емкость, заполненную протоклеточной жидкостью. Эта жидкость позволит живым организмам в материале «отдохнуть и восстановить свои силы». Кроме того, жидкость может быть любого цвета, и в момент восстановления клетки обуви обретут цвет находящейся в емкости жидкости.

«Такие кроссовки придется брать домой и заботиться о них так же, как если бы они были, скажем, растением. Каждый раз убеждаться в том, что материал получил необходимые питательные свойства и восстановил свои силы», — говорит дизайнер.

Эйден добавляет, что ее проект направлен на демонстрацию более широкой аудитории потенциала использования протоклеточной технологии. Изобретатель мечтает, что полноценная возможность ее использования вполне возможно появится в относительно недалеком будущем, к году 2050-му.