Connect with us

4 главных этапа: физики создали самое точное описание деления атома на две части

Published

on

Ученые показали с точностью до секунды, что существует четыре этапа разделения атома и, по их словам, это самое точное описание момента разрыва атомного ядра.

Американские физики-теоретики разработали моделирование, которое позволило обнаружить первую полностью микроскопическую характеристику процесса, при котором атом делится на две части. Это открытие предоставляет новые возможности для понимания важного энергетического события, оказавшего огромное влияние на науку и технику в 20 веке. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, сообщает ScienceAlert.

Физики утверждают, что создали самое точное теоретическое описание разделения атома на две части, обойдя стороной любые упрощения и предположения. Они впервые получили точное предсказание этого процесса, которое до сих пор отсутствовало. Используя уравнения движения из ядерной физики и квантовую механику, ученые исследовали, что именно происходит в момент деления атома.

Слово “атом” происходит от латинского термина, означающего “неделимый”. Однако уже в конце 30-х годов прошлого века физики выяснили, что это определение не соответствует действительности. Эксперименты показали, что при бомбардировке нейтронами ядра атома урана они разделяются на две части, что доказывает, что атом не является неделимым. Теперь же физики раскрыли еще больше секретов ядерного деления.

По словам исследователей, если убрать упрощенные модели атома с сгруппированными протонами и нейтронами, то ядро атома представляет собой бурное море квантовой активности. Понять, как ведут себя и взаимодействуют между собой отдельные нуклоны (основные частицы, составляющие ядро атома), сложно, а еще сложнее осознать, что происходит в момент, когда атом изменяется.

Чтобы прояснить процесс разделения атомов, физики разделили его на четыре этапа. Моделирование было проведено с использованием суперкомпьютера и основывалось на атомах изотопов уран-238, плутоний-240 и калифорнияй-252 с различными начальными условиями.

Моделирование показало, что в первые (10^{-14}) секунд введение медленно движущегося нейтрона заставляет ядро атома выпячиваться и изменяться, достигая так называемой седловой точки, что делает его похожим на арахис. На втором этапе возникает седловой разрыв, где формируются фрагменты процесса деления; этот этап длится примерно (5 \times 10^{-21}) секунд.

На третьем этапе происходит полный разрыв ядра атома, и оно официально делится на две части в течение (10^{-22}) секунд. На четвертом этапе, продолжающемся (10^{-18}) секунд, осколки деления принимают форму и ускоряются, что приводит к высвобождению нейтронов и гамма-лучей. Этот последний этап также инициирует другие процессы распада после короткой задержки.

Физики подчеркивают, что их квантовое моделирование представляет собой наиболее точное на сегодняшний день описание того, что происходит в момент разрыва, когда мост, соединяющий две половины большого атомного ядра, сжимается и разделяется.

Источник: ScienceAlert

author avatar
Юрій Гай
Народився і живу в місті Біла Церква на Київщині. Закінчив національний університет ім. Драгоманова по спеціальності соціологія. Захоплююсь подорожами та мотоциклами. Професійно займаюсь дизайном і поліграфією. Радий бути в дружній команді Shode.life!
Continue Reading
Advertisement

Здоровье

Семь исследований показали, как Казахстан усиливает защиту от инфекций животных и людей

Серия из семи исследований объединила данные по эхинококкозу, сальмонеллёзу, ККГЛ, хантавирусу и сибирской язве в модель One Health.

Published

on

Семь исследований показали, как Казахстан усиливает защиту от инфекций животных и людей

Инфекции, которые переходят между животными и людьми, требуют не одной лаборатории или больницы, а связанной системы наблюдения. Исследователи Казахского национального медицинского университета имени Асфендиярова собрали результаты семи рецензируемых работ и показали, как полевые расследования, лабораторная диагностика, клинические данные и ветеринарный контроль могут дополнять друг друга.

Подход особенно актуален для стран с крупным животноводческим сектором и большим числом сельских территорий. В центре внимания оказались эхинококкоз, сибирская язва, хантавирусная инфекция, Крым-Конго геморрагическая лихорадка и пищевой сальмонеллёз. Это не одно клиническое испытание, а серия исследований с разными методами, поэтому результаты следует воспринимать как картину системы наблюдения, а не как единый показатель эффективности.

Эхинококкоз и роль постоянной передачи

При кистозном эхинококкозе паразит поддерживает жизненный цикл между собаками, сельскохозяйственными животными и человеком. Исследователи обнаружили признаки активной передачи среди детей в эндемичных регионах. Отдельное клиническое исследование 485 пациентов показало, что малоинвазивное вмешательство сокращало пребывание в стационаре по сравнению с традиционной открытой операцией при сопоставимых показателях безопасности.

Такие результаты подчёркивают две разные задачи: предупреждать заражение через ветеринарные и санитарные меры и одновременно улучшать лечение уже заболевших людей. Для населения профилактика связана прежде всего с контролем инфекции у животных, гигиеной при контакте с собаками и безопасным обращением с продуктами животноводства.

От свадебного торта до клещевых инфекций

В одном из расследований почти половина гостей свадьбы 2022 года заболела желудочно-кишечной инфекцией. Интервью, статистический анализ и лабораторные тесты вывели исследователей на медовый торт, приготовленный с сырыми яйцами; Salmonella Enteritidis подтвердили и в образцах пациентов, и в остатках еды. Это пример того, как эпидемиологическое расследование может быстро связать симптомы с конкретным источником.

Другие работы касались инфекций, переносимых клещами, и профессиональных рисков. При изучении хантавируса антитела обнаружили у 3,1% взрослых из групп повышенного риска на западе Казахстана. По Крым-Конго геморрагической лихорадке подтверждённые случаи связывали с контактом с клещами, а генетический анализ Bacillus anthracis выявил несколько кластеров возбудителя с признаками как регионального распространения, так и локальной эволюции.

Почему здесь важен принцип One Health

One Health рассматривает здоровье людей, животных и окружающей среды как взаимосвязанные системы. Для зоонозов это особенно практично: вспышку у людей невозможно полностью предотвратить, если медицинские службы не обмениваются данными с ветеринарными лабораториями, службами продовольственной безопасности и специалистами, которые отслеживают клещей и другие переносчики.

Публикация не означает, что найден универсальный способ остановить все зоонозы, и не позволяет переносить конкретные проценты из Казахстана на другие страны. Но она показывает набор работающих инструментов: быстрая лабораторная идентификация, полевые интервью, молекулярное типирование, вакцинация животных и мониторинг групп риска. Для обычного человека практические меры зависят от региона: безопасная термическая обработка пищи, защита от укусов клещей, гигиена после контакта с животными и своевременное обращение к врачу при подозрительных симптомах.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: Newswise / Asfendiyarov Kazakh National Medical University.

Continue Reading

Здоровье

Химиотерапия оставила мутационные следы в здоровых клетках детей: что показал NanoSeq

Ультрачувствительное секвенирование показало накопление ДНК-изменений в здоровых тканях после платиновой химиотерапии, включая особый след в печени.

Published

on

Химиотерапия оставила мутационные следы в здоровых клетках детей: что показал NanoSeq

Платиновая химиотерапия, которая спасает жизни детей с онкологическими заболеваниями, оставляет измеримые мутационные следы не только в опухоли, но и в некоторых здоровых клетках. Исследователи применили сверхчувствительный метод NanoSeq и обнаружили ранее плохо различимые изменения ДНК, в том числе особый рисунок повреждений в печени.

Авторы подчёркивают, что результат не ставит под сомнение необходимость лечения. Платиновые препараты остаются важнейшей частью терапии многих детских опухолей, а равноценно эффективных альтернатив часто нет. Цель исследования — понять поздние последствия достаточно подробно, чтобы в будущем научиться лучше защищать здоровые ткани.

NanoSeq позволяет увидеть редкие мутации в отдельных клетках

Обычные методы секвенирования хорошо находят мутации, которые присутствуют во множестве клеток, но хуже различают редкие изменения в единичных здоровых клетках. NanoSeq снижает технические ошибки и позволяет точнее картировать накопление мутаций, поэтому команда смогла сравнить кровь, опухолевую и здоровую печёночную ткань после разных схем лечения.

В основной части работы анализировали 186 образцов крови, опухоли печени и здоровой печени от девяти детей, получавших платиновую химиотерапию. В сравнение вошли дополнительные образцы от детей, лечившихся неплатиновыми схемами, пациенты с другими видами рака и дети без предшествующего лечения.

Печень показала отдельный тип повреждений

После платиновых препаратов в нескольких типах здоровых клеток обнаружили существенно больше ДНК-изменений. Некоторые из них относятся к мутациям, которые в определённых обстоятельствах могут поддерживать развитие рака. При этом только небольшая доля людей, переживших рак в детстве, действительно сталкивается со вторичной опухолью, поэтому наличие мутаций нельзя приравнивать к будущему диагнозу.

Особенно интересным оказался мутационный рисунок в печени, которого не наблюдали в других тканях. Исследователи предполагают, что он связан с переработкой препаратов печенью. Это показывает, что один и тот же химиотерапевтический агент способен оставлять разные генетические последствия в разных органах.

Что результат меняет для пациентов и семей

Исследование не даёт оснований отказываться от назначенной химиотерапии, самостоятельно снижать дозу или искать непроверенные «защитные» добавки. Баланс пользы и риска при детском раке радикально отличается от профилактической медицины: эффективное лечение текущей опасной болезни является приоритетом.

Практическое значение работы — долгосрочное. Более точная карта повреждений может помочь создавать схемы, которые сохраняют противоопухолевую эффективность, но меньше воздействуют на нормальные ткани, а также улучшать программы наблюдения за людьми после лечения в детстве. Такие программы обычно учитывают полученные препараты, дозы, облучение и индивидуальные факторы риска.

Если ребёнок или взрослый в прошлом проходил химиотерапию, график обследований стоит обсуждать с онкологом или специализированной клиникой поздних эффектов лечения. Новый анализ показывает биологический механизм риска на уровне клеток, но не позволяет по одному тесту предсказать, у кого именно разовьётся осложнение.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: Newswise / University of Gothenburg.

Continue Reading

Здоровье

Новый вариант EFEMP1 связали с потерей ночного и периферического зрения

В трёх неродственных семьях вариант EFEMP1 p.Arg140Trp связали с поздней дегенерацией сетчатки, которая сначала ухудшает зрение в темноте и по краям поля зрения.

Published

on

Новый вариант EFEMP1 связали с потерей ночного и периферического зрения

Исследователи описали новое наследственное заболевание сетчатки, при котором человек долго сохраняет центральное зрение, но постепенно хуже видит в темноте и теряет периферическое поле зрения. Состояние связано с вариантом p.Arg140Trp в гене EFEMP1 и пока получило рабочее название EFEMP1-ассоциированная поздняя дегенерация сетчатки.

EFEMP1 уже известен офтальмологам, но другой вариант этого гена — p.Arg345Trp — вызывает заболевание с иной картиной, при которой раньше страдает центральная область сетчатки. Новая работа в JAMA Ophthalmology показывает, насколько разные последствия могут иметь отдельные изменения внутри одного гена.

Три семьи показали одинаковый необычный рисунок болезни

Международная команда изучила три неродственные семьи из разных стран, у которых обнаружили p.Arg140Trp, и сравнила их с семьёй, несущей ранее известный вариант EFEMP1. Болезнь при новом варианте начиналась медленно на периферии сетчатки. Люди могли сохранять хорошую остроту центрального зрения многие годы, хотя постепенно появлялись сложности при слабом освещении и сужение бокового зрения.

Исследователи также заметили полезный ранний признак: палочковые фоторецепторы могли выглядеть структурно сохранными, но медленно восстанавливали чувствительность после перехода из света в темноту. Такой тест на тёмную адаптацию потенциально способен выявлять функциональные нарушения раньше выраженной гибели клеток.

Редкое открытие, а не новый массовый скрининг

Распространённость варианта неизвестна. Авторы предполагают, что заболевание редкое, и подчёркивают необходимость более крупных исследований. Само наблюдение основано всего на трёх неродственных семьях, поэтому пока нельзя точно описать весь диапазон возраста начала, скорость прогрессирования или вероятность тяжёлой потери зрения.

Генетическая находка также не означает, что каждому человеку с плохим ночным зрением нужен тест EFEMP1. Затруднения в темноте могут возникать при множестве состояний — от катаракты и дефицита витамина A до других наследственных дистрофий сетчатки. Диагноз требует офтальмологического обследования, оценки поля зрения, структуры сетчатки и, если есть показания, генетического тестирования.

Почему редкие болезни важны для более распространённых проблем зрения

Поздние наследственные дегенерации сетчатки дают исследователям возможность наблюдать конкретную молекулярную причину повреждения клеток. Это помогает лучше понимать процессы, которые с возрастом могут участвовать и в более распространённых заболеваниях сетчатки, хотя прямое сходство ещё нужно доказать.

Практический сигнал для читателей прост: ухудшение зрения в сумерках, необычно долгая адаптация после яркого света или постепенная потеря бокового зрения — повод не ограничиваться заменой очков, а пройти полноценный осмотр у офтальмолога. При семейной истории похожих симптомов врачу особенно важно рассказать, кто и в каком возрасте столкнулся с проблемой.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: Newswise / Penn Medicine.

Continue Reading
Advertisement

В тренде