Ядерные часы могут стать в 10 раз точнее
Самые точные часы на планете – атомные. Именно по ним сверяют время в спутниковой навигации, интернете и банковских системах. Но у них есть слабое место: они чувствительны к внешним полям, электрическим и магнитным. Любая помеха может сбить их ход. Чтобы защититься от этого, приходится использовать сложное и громоздкое оборудование. Учёные предложили измерять время иначе – не по движению электронов вокруг ядра, а по процессам внутри самого ядра. Электронная оболочка, окружающая ядро, работает как естественный щит: она гасит внешние помехи. Значит, такие часы могут быть намного компактнее и стабильнее. Для этой роли идеально подошёл изотоп торий-229. У его ядра есть особенность: оно может переходить в возбуждённое состояние от ультрафиолетового лазера. Это как если бы ядро «запоминало» воздействие и потом возвращалось в исходное состояние, излучая очень ровный и стабильный сигнал. Но просто взять торий и сделать часы не получится. Его атомы нужно встроить в кристалл – учёные выбрали для этого фторид кальция. И тут выяснилось, что всё зависит от того, куда именно попадёт атом тория внутри этого кристалла.
Представьте, что вы ставите камертон в разные места комнаты – в одном углу он звучит чисто, в другом с дребезгом. Так же и здесь: в трёх из четырёх возможных положений вокруг атома возникали искажения, которые портили сигнал. И только в четвёртом, идеальном, атом выдавал чистый, ровный сигнал без помех. На основе этого открытия исследователи уже собрали рабочий прототип. В будущем такие часы можно будет уменьшить до размеров небольшого чипа, который поместится в смартфон или другое портативное устройство.
На дне Мексиканского залива обнаружили свалку бытовой техники
Учёные миссии NOAA на судне Okeanos Explorer, занимавшиеся картографированием дна Мексиканского залива, обнаружили на глубине более 1500 метров крупное скопление бытовой техники. Находка оказалась грузом из потерянного морского контейнера. Изначально экспедиция 2017 года была нацелена на поиск археологических артефактов и затонувших судов. Однако гидролокатор зафиксировал объект, который при детальном обследовании с помощью дистанционно управляемого подводного аппарата оказался разбитыми холодильниками, стиральными машинами и морозильными камерами. Центром свалки стал повреждённый красный транспортный контейнер с маркировкой ITLU733016. Техника, высыпавшаяся из его корпуса, не имела заводской упаковки, что указывает на её транспортировку для вторичной переработки. По данным Всемирного совета судоходства, ежегодно в море теряется от 100 до 1000 грузовых контейнеров из примерно 280 миллионов, перевозимых по воде ежегодно. Основные причины – сильные штормы и аномальные волны. Учёные отмечают, что на глубине около 1,5 км металлические конструкции разрушаются медленно: процесс полной деградации может занять сотни лет. Однако уже сейчас на корпусах приборов формируются колонии кораллов и гидроидов, а контейнер служит укрытием для рыб.
В Питере создали комплекс для одновременного производства воды, энергии и водорода
Молодые ученые из Северной столицы разработали энергетический комплекс на основе малого модульного реактора, который позволяет одновременно производить пресную воду, электроэнергию и водород. По словам разработчиков, ключевое преимущество системы – автономность и независимость от погодных условий. В отличие от большинства «зелёных» проектов, использующих солнечную и ветровую энергию, новый комплекс работает стабильно в любое время суток и при любой погоде. Принцип работы построен на многоступенчатом использовании тепла: сначала энергия реактора направляется на выработку электричества, остаточное тепло идет на производство водорода из очищенной воды, а излишки могут использоваться для опреснения морской воды. Учёные просчитали два сценария работы: полностью автономный, при котором комплекс сам обеспечивает себя водой, и рыночный, предусматривающий продажу опреснённой воды как отдельного продукта. Ожидаемая себестоимость водорода – около 2,93 доллара за килограмм, что вдвое ниже текущей рыночной цены (примерно 6 долларов). Кроме того, система не требует больших территорий и даёт стабильный прогноз стоимости энергии на десятилетия вперёд.
ИИ впервые помог хирургу удалить опухоль мозга во время операции
48-летний Рис Хибберт ждал этой операции с особым нетерпением. Опухоль в гипофизе неумолимо ухудшала его зрение: мужчина почти не видел по бокам и ходил с тростью. Диагноз поставили после того, как в декабре 2024 года он потерял сознание во время прогулки. Его нейрохирург впервые провёл операцию на мозге с помощью искусственного интеллекта, работавшего в реальном времени. Система анализировала видео с эндоскопа и отмечала опасные зоны, которые нельзя задеть. Это позволило удалить опухоль гипофиза, не повредив зрительные нервы пациента. Во время операции система не просто показывала картинку — она распознавала анатомию, выделяла зрительные нервы и сосуды, помогая хирургу ориентироваться в тесном пространстве. Ошибка в миллиметры могла стоить пациенту зрения или жизни. Но всё прошло успешно: опухоль размером 11 мм удалили, важные структуры не задели. Систему обучили на сотнях видеозаписей операций с ручной разметкой. Раньше разработку использовали только для обучения врачей — теперь впервые применили в реальной операции. Уже через неделю Рис Хибберт ходил без трости и без очков, его зрение значительно восстановилось. В будущем разработчики хотят научить ИИ отслеживать движения инструментов и их взаимодействие с тканями – это сделает операции ещё безопаснее.
Какая диета лучше всего помогает при ожирении? Учёные дали ответ
Кетогенная диета оказалась эффективнее средиземноморской и низкожировой для улучшения состояния печени и обмена веществ у людей с ожирением. При этом участники во всех трёх группах потеряли одинаковое количество веса – около 10% от исходной массы тела. В клиническом испытании приняли участие 42 человека с ожирением, преддиабетом и жировой болезнью печени. Их разделили на три группы: кетодиета, средиземноморская диета и низкожировая преимущественно растительная. Все продукты предоставляли исследователи, а калорийность подбирали так, чтобы потеря веса была одинаковой. Эксперимент длился четыре-пять месяцев. Все три рациона снизили количество жира в организме и улучшили чувствительность к инсулину. Но именно кетогенная диета показала лучшие результаты. Учёные связывают дополнительный эффект с тем, что кетодиета снижает уровень инсулина и повышает уровень гормона, который помогает печени активнее сжигать собственные жировые запасы.
Учёные создали «вечную» почву для растений в космосе и Арктике
Учёные из Петербурга разработали инновационный субстрат для выращивания растений, который может применяться на арктических и космических станциях. В отличие от привычных искусственных грунтов на основе торфа, коры или кокосового волокна, которые со временем уплотняются, теряют пористость и перестают пропускать к корням воздух и воду, новый материал служит в 15 раз дольше. Он представляет собой плотный и прочный композит, напоминающий влажную губку: хорошо держит форму, не пылит, не плесневеет и не рассыпается, что позволяет использовать его для многократной высадки растений. Основой субстрата служит раствор поливинилового спирта, а в качестве наполнителей используются опилки, стружка и торф. Грунт сделан многослойным: верхние слои отвечают за укрепление семян и укоренение, нижние за увлажнение и опору, благодаря чему на протяжении многих лет сохраняется хорошая водо- и воздухопроницаемость. В материал можно добавлять питательные вещества, и тогда растениям не потребуется дополнительная подкормка, а состав грунта легко адаптируется под конкретную культуру путём добавления нужных микро- и макроэлементов. На данный момент разработка лучше всего подходит для декоративных растений, однако учёным уже удалось вырастить на ней и плодовые культуры, в частности томаты.
Китай запустил первую в мире плавучую солнечную станцию из бамбука
Представьте себе: посреди Жёлтого моря покачивается на волнах платформа, сделанная из бамбука, и вырабатывает электричество. Это не сценарий футуристического фильма, а реальность – в августе у побережья китайской провинции Шаньдун заработала первая в мире плавучая солнечная электростанция на бамбуковой основе мощностью 100 киловатт. Назвали её «Цзилинь-2», она стала следующим шагом после опытного образца на 10 кВт, запущенного в 2023 году. Но главная интрига не в мощности, а в материале. Вместо привычного металла или пластика это бамбук. Здесь он превратился в высокотехнологичный композит: армированные волокном трубы, которые не боятся солёной воды, ультрафиолета, коррозии и влажности. Секрет в специальной обработке, разработанной учёными Пекинского лесотехнического университета. Электроэнергия с «Цзилинь-2» пойдёт на производство экологически чистого водорода из морской воды. А из водорода, соединяя его с азотом воздуха, получат аммиак, а с уловленным углекислым газом метанол. Полный цикл безвредного производства, где каждый этап экологичен: вода – морская, солнце – бесплатное, бамбук – возобновляемый материал, который не загрязняет океан.
Тараканы-киборги научились делать уколы
Исследователи из Квинслендского университета превратили гигантских роющих тараканов в парамедиков с камерами, шприцами и дистанционным управлением. Проект «Параборг» (парамедик + киборг) использует местных тараканов Macropanesthia rhinoceros. Одних оснастили камерами для поиска, других автоматическими шприцами. Работая роем, они находят пострадавших в узких завалах и делают инъекции там, куда человеку не пролезть. На испытаниях пяти тараканам нужно было доползти до мишени из свиной кожи и сделать укол. У каждого было пять попыток. Итог: 18 успешных из 25, или 72%. Главная сложность – не доползти, а точно прицелиться и сохранить стабильность в момент укола. Инженеры потратили немало усилий, чтобы научить насекомых попадать в цель. Страшно, когда тебя спасает таракан? Автор исследования Хай Нян Ле признаёт: вид огромного насекомого может напугать. Но когда другого способа добраться до пациента нет, таракан становится единственным шансом. В лаборатории уже делали киборгов-жуков для лазания и приспосабливали тараканов под разное оборудование. Идея проста: не создавать одного универсального робота, а использовать природные особенности разных насекомых для конкретных задач.
Сколько шагов нужно проходить, чтобы «отсидеть» рабочий день?
Мы проводим часы в офисных креслах, за рулём или перед экраном, а потом удивляемся, почему к вечеру всё болит, а энергии нет. Организм словно ржавеет без движения. Но хорошая новость: компенсировать вред от долгого сидения можно, и для этого не нужно записываться в марафонцы или покупать абонемент в тренажёрный зал. В 2024 году учёные из Сиднейского университета выяснили, сколько шагов действительно помогают нейтрализовать последствия малоподвижного образа жизни. Ответ прозвучал чётко: 9-10 тысяч шагов в день. Именно столько нужно проходить, чтобы организм чувствовал себя если не спортсменом, то хотя бы живым и здоровым человеком. Исследователи проанализировали данные 72 174 добровольцев – их привычки, физическую активность и состояние здоровья на протяжении почти семи лет. Участники носили наручные акселерометры неделю, чтобы учёные могли оценить реальную подвижность. Оказалось, в среднем люди сидят по 10,6 часа в день. Тем, кто проходит 9-10 тысяч шагов, удаётся снизить риск смерти на 39% и риск сердечно-сосудистых заболеваний на 21%, причём независимо от того, сколько времени они провели в кресле. Конечно, не у всех есть возможность наматывать десяток тысяч ежедневно. Но даже меньшее количество работает: учёные утверждают, что любые шаги сверх 2,2 тысяч в день уже снижают риски.
Как какао попало туда, где его никогда не выращивали?
Представьте: вы живёте в XI веке в том месте, где сейчас находится американский штат Джорджия. Вокруг леса, реки, курганы индейских поселений. И вдруг вы пьёте шоколад. Звучит невероятно, но именно это доказали учёные, опубликовавшие исследование в журнале PLOS One. Оказывается, жители древнего города Этова наслаждались напитками из какао ещё за 500 лет до того, как Колумб ступил на берега Нового Света. Раньше историки были уверены: шоколад – это прерогатива Центральной и Южной Америки, где майя и ацтеки варили его задолго до европейцев. Следы какао находили на юго-западе современных США, но восточнее Миссисипи никогда. И вот археологический памятник Этова-Маундз в Джорджии перевернул всё с ног на голову. Учёные изучили глиняные черепки возрастом 800-900 лет, найденные в ямах для ритуальных пиров. На внутренних стенках сосудов сохранился органический осадок. Выделив из него древнюю ДНК и сравнив с геномом какао, исследователи получили прямое доказательство: это был именно шоколад, а не что-то другое. И тут возникает главный вопрос: откуда? Какао растёт только в сыром тропическом климате, а Джорджия – совсем не тропики. Значит, бобы привезли откуда-то издалека. Получается, уже тогда существовали разветвлённые торговые сети, протянувшиеся на тысячи километров. По ним путешествовали не только редкие продукты, но и идеи, и люди. Предыдущие химические тесты тех же черепков находили кофеин, но не могли подтвердить, что это какао.