Технологии
Физики искривили время внутри алмаза и создали новое состояние материи

Ученые совершили значительный прорыв в области квантовой физики, создав новое состояние материи — квазикристаллы времени.
Это достижение ставит под вопрос традиционные представления о движении и времени, открывая новые возможности в квантовых вычислениях, точном измерении времени и хранении квантовой информации.
Темпоральные кристаллы или кристаллы времени были впервые созданы американскими физиками девять лет назад, и с тех пор ученые продолжают изучение этого необычного состояния материи. Обычные кристаллы представляют собой структуры с повторяющимся расположением атомов в пространстве, что делает их высокоорганизованными и предсказуемыми. Однако физики рассматривают пространство и время на одном уровне, что позволяет говорить не только о кристаллах в пространстве, но и о кристаллах во времени. Их основное свойство заключается в периодическом изменении структуры во времени, что делает их похожими на часы, которым не нужны батарейки и которые теоретически могут существовать вечно.
Новое открытие ученых позволило создать квазикристаллы времени, которые обладают еще более сложной структурой. В отличие от обычных темпоральных кристаллов, их атомы вибрируют на разных частотах в разных измерениях, что делает их уникальными. Для создания этого нового состояния материи физики направили лазер на кусок алмаза, что привело к образованию микроскопических пустот, оставшихся после выбивания атомов углерода. Когда электроны начали перемещаться в эти пустоты, они вступили во взаимодействие с соседними частицами на квантовом уровне.

Фото: SciTechDaily
Каждый квазикристалл времени состоит из более чем миллиона таких пустот и имеет размеры около одного микрометра в ширину. Этот процесс позволил создать высокоорганизованную атомную структуру, которая, однако, не следует одинаковым закономерностям в каждом измерении, что отличает их от обычных темпоральных кристаллов.
Помимо фундаментальной значимости для квантовой физики, квазикристаллы времени имеют большой потенциал для практического применения. Они могут использоваться в качестве квантовых датчиков, которые обладают высокой чувствительностью к таким квантовым силам, как магнетизм, и при этом не требуют подзарядки. Это открывает возможности для создания новых типов устройств для точного измерения времени. Кроме того, ученые считают, что квазикристаллы времени можно использовать для хранения квантовой памяти на длительные периоды, что делает их перспективной технологией для квантовых компьютеров. Фактически, они могут выполнять роль квантового аналога оперативной памяти в традиционных компьютерах.
Исследование, в котором было представлено это открытие, опубликовано в журнале Physical Review X и может стать основой для дальнейших разработок в области квантовой физики и вычислительных технологий.
Источник: SciTechDaily
Технологии
Ученые выяснили, почему астронавты часто болеют на МКС: там слишком чисто

Исследования, проведенные учеными, показали, что проблемы с иммунной системой у астронавтов, которые длительное время проводят на Международной космической станции (МКС), могут быть связаны с чрезмерной стерильностью этой среды.
Обычно астронавты проводят на МКС до 6 месяцев, но недавно два астронавта NASA, Сунита Уильямс и Барри Уилмор, оказались на станции на срок 9 месяцев. За это время они и другие астронавты часто сталкиваются с дисфункциями иммунной системы, кожными высыпаниями и воспалительными заболеваниями, что стало причиной проведения исследования.
Основной причиной этих заболеваний ученые называют дефицит микробов на борту космической станции. Земля является домом для триллионов микробов, которые играют важную роль в поддержании человеческого здоровья. Полезные бактерии укрепляют иммунную систему, защищают от инфекций и помогают работе кишечника. Однако в условиях космоса, где станция поддерживает стерильность, микробное разнообразие крайне ограничено. Большинство микробов, найденных на МКС, заносят сами астронавты, а отсутствие полезных бактерий может ослабить иммунитет и сделать астронавтов более уязвимыми к различным заболеваниям, таким как кожная сыпь, герпес, грибковые инфекции и опоясывающий лишай.
В рамках исследования ученые взяли мазки с 803 поверхностей на МКС, что стало самым масштабным исследованием микробиома космической станции. Образцы были доставлены на Землю, где ученые проанализировали их. Оказалось, что основным источником микробов являются сами астронавты, а также химикаты из чистящих средств, которые применяются для поддержания стерильности. В каждом модуле микробиом различался в зависимости от использования того или иного пространства.
Результаты показали, что микробиом МКС намного беднее, чем в большинстве земных условий. Образцы, взятые с МКС, по своим характеристикам больше напоминали микробиомы из больниц или изолированных индустриальных сред на Земле. Высокие уровни дезинфицирующих химикатов, как показано в исследовании, подавляют разнообразие микробов на станции, что может негативно сказываться на здоровье астронавтов.
По словам профессора Робa Найта из Калифорнийского университета в Сан-Диего, стерильная среда на космической станции может не быть столь безопасной, как считалось ранее. Мы эволюционировали в тесном сотрудничестве с микробами, и их присутствие в нашем окружении важно для поддержания здоровья. В результате ученые пришли к выводу, что увеличение разнообразия микробов на борту МКС могло бы снизить риски для здоровья астронавтов, связанные с длительными космическими полетами.
Источник: DailyMail
Технологии
Неожиданная командная работа нейронов: ученые узнали, как наш мозг различает вред и пользу

Мозг человека — это невероятно сложная структура, которая постоянно обрабатывает огромное количество информации для того, чтобы понимать, что для нас безопасно, а что опасно.
Это важнейшая функция для выживания, и за эти процессы отвечают специальные нейроны в мозгу. Недавнее исследование, проведенное группой ученых из Университета Миньо в Португалии, позволило раскрыть новые детали работы нейронов D1 и D2, которые играют ключевую роль в том, как мозг воспринимает угрозы и удовольствия.
До недавнего времени считалось, что нейроны D1 и D2 работают как противоположные силы, реагируя на хорошие и плохие события по очереди. Однако новое исследование показало, что эти нейроны могут работать вместе, активируясь одновременно при восприятии как положительных, так и отрицательных ситуаций. Это было замечено при наблюдении за живыми мышами, у которых ученые изучали реакции этих нейронов на приятные и неприятные стимулы.
Оказавшись в новой ситуации, где что-то, ранее воспринимаемое как угроза, перестает быть таковым, нейроны D2 играют ключевую роль в процессе «переобучения» мозга, помогая избавиться от страха. Это открытие имеет важное значение для лечения психических расстройств, таких как тревожные расстройства и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР). Люди с такими расстройствами часто испытывают трудности в том, чтобы перестать воспринимать обычные вещи как угрозы, даже если они уже не представляют опасности.
Примером может служить звук фейерверков. Для большинства людей этот звук ассоциируется с радостью и праздником. Однако для тех, кто пережил военные события или другие травматичные ситуации, фейерверки могут вызывать паническую атаку или страх, так как их мозг продолжает воспринимать этот звук как угрозу, даже если на самом деле ничего опасного не происходит. Новые данные о роли нейронов D2 в этом процессе могут помочь разработать более эффективные методы лечения, которые позволят людям с ПТСР научиться заново воспринимать мир без страха.
Это исследование представляет собой важный шаг вперед в понимании того, как наш мозг меняет восприятие того, что безопасно, а что опасно. Оно также раскрывает сложность работы нейронов, которые взаимодействуют между собой для того, чтобы помочь нам учиться на опыте и адаптироваться к изменяющимся условиям. Потенциал таких знаний в терапии психических заболеваний огромен и открывает новые горизонты в области психологии и неврологии.
Источник: News Medical
Технологии
Рожденные для нужд других: ученые хотят выращивать тела без сознания для донорских органов

Идея выращивания искусственных частей тела и органов с помощью стволовых клеток существует уже достаточно давно и используется в медицине для решения проблем трансплантации и разработки новых терапевтических методов.
Однако недавние научные разработки направлены на создание целых человекоподобных тел, лишенных мозга, которые могут стать источником донорских органов и тканей.
Концепция “бодиоидов” предполагает создание целых человеческих тел в лабораторных условиях, которые будут изготовлены из плюрипотентных стволовых клеток. Эти клетки обладают способностью превращаться в любые типы клеток человеческого организма, что позволяет ученым имитировать различные стадии развития человеческого эмбриона. Для предотвращения формирования мозга, который отвечает за сознание и болевые ощущения, исследователи предлагают использовать генетические методы подавления его развития. Это позволит создать тела, которые будут лишены возможности чувствовать боль или иметь сознание.
Эти “бодиоиды” могут стать источником органов и тканей, которые могут быть использованы для трансплантации, что решит проблему нехватки донорских органов. Одним из преимуществ такого подхода является то, что эти существа не будут обладать сознанием, что исключает этические проблемы, связанные с созданием живых существ с сознанием. Однако использование подобных технологий вызывает множество этических вопросов, касающихся границ между научным прогрессом и моралью.
Сторонники технологии считают, что создание “бодиоидов” может значительно помочь в решении проблемы с нехваткой органов для трансплантации. Это может стать возможностью для людей, нуждающихся в пересадке, получить необходимые органы без длительного ожидания. К тому же, такая технология позволит более точно моделировать органы для научных исследований, что может привести к значительному прогрессу в понимании заболеваний и их лечения.
Наряду с этими преимуществами, существует опасение, что массовое использование “бодиоидов” может поставить перед обществом сложные этические и моральные вопросы. В связи с этим, ученые подчеркивают важность вдумчивого обсуждения этого вопроса и соблюдения баланса между научным прогрессом и этической ответственностью. Это поможет избежать возможных социальных и моральных проблем, связанных с созданием и использованием подобных технологий в будущем.
На данный момент создание “бодиоидов” является концептуальной идеей, которая требует дальнейших научных исследований и обсуждений, но она уже демонстрирует потенциал революционизировать медицину и научные исследования.
Источник: Popular Mechanics
-
Новости Вашингтона1 week ago
В пригороде Такомы заметили подозрительный автомобиль, который напоминает машину службы ICE
-
Новости Вашингтона3 days ago
В суде водитель, причастный к фатальному съезду с эстакады I-5, заявил о непричастности к преступлению
-
Новости Вашингтона5 days ago
Новый контракт на F-47 может свидетельствовать о возможном восстановлении позиций Boeing
-
Новости Вашингтона1 week ago
Подозреваемый в вождении в нетрезвом виде был задержан после лобового столкновения
-
Новости Вашингтона3 days ago
Владельцы Tesla массово снимают логотипы с машин на фоне растущей критики Илона Маска
-
Новости Вашингтона5 days ago
Molly Moon’s Ice Cream открывает новый магазин на набережной Сиэтла
-
Новости Вашингтона5 days ago
Мост Льюиса и Кларка в штате Вашингтон занесён в список NTSB как потенциально опасный
-
Новости Вашингтона5 days ago
Планы по созданию гольф-поля на побережье Вашингтона вселяют надежду на экономический рост