Физики стоят на пути открытия новых фундаментальных сил природы, действующих на наноуровне.

 

 

Что значит получить что-то из ничего. Использовать энергию вакуума? Эта идея со стороны выглядит сумасшедшей, но она пока не отбрасывается, благодаря странной обнаруженной силе, которая проявляется “из ничего”. Исследователи назвали эту силу эффектом Казимира (Casimir effect).

Эффект Казимира проявляется благодаря тому обстоятельству, что на наноуровне вакуум вообще говоря не пустота, как принято понимать. Даже абсолютный вакуум заполнен квантовой пеной виртуальных частиц, которые снуют внутри него постоянно. Они не живут так долго, чтобы их можно было обнаружить непосредственно, но в 1948 Голландский физик Хендрик Казимир предсказал, что если две плоские пластины так плотно прижать друг к другу, чтобы самые большие частицы не могли просочиться сквозь пробелы между ними, тогда напор от дополнительных частиц, находящихся в окружающем пространстве вне этих пластин, подтолкнул бы их к молекулярному соединению. Наиболее удачно удалось в свое время проверить этот

эффект на слитках золота, которые срастались между собой.

Однако до 1996 существовала проблема измерения силы этого эффекта и как он может воздействовать на крупномасштабные объекты в нашем реальном мире. А в 1997 году физик Мехран Кардар пришел к выводу, что манипуляции с формой пластин могли иметь потрясающий эффект влияния на их взаимодействие. Сила Казимира всегда действует перпендикулярно к плоскости пластины. Поэтому, он рассудил, что если использовать гофрированные плоские листы, присоединив их ребрами, то сила, оказывающая давление сбоку заставит их склеиться друг с другом. Тогда, рассчитав силу склеивания в зависимости от толщины плоскости, на которую оказывает давление сила эффекта Казимира, можно оценить ее изменение, а значит и оценить саму силу.

На позапрошлой неделе, исследователи, во главе с Умаром Мохидином, физиком из Университета Калифорнии (Риверсайд), объявили, что они измерили эту боковую силу. Их методика состояла в следующем. Они поместили два слитка золота, приложив их так, что расстояние между ними составляло лишь несколько сотен нанометров. Когда они затем начали отодвигать пластины друг от друга, нарушая параллельность их соединения, они обнаружили силу в несколько пиконьютонов, которая подталкивала их к обратной позиции.

Действие этой силы не было обусловлено силами гравитационного или магнитного притяжения.

Сейчас исследователи заняты дальнейшим изучением эффектов влияния, анализируя силы отталкивания и "динамический эффект Казимира", который перемещает пластины назад и вперед.

Исследования ученых могут привести к открытию пока еще неизвестных фундаментальных сил природы, что позволит дальше развивать физику, которая уже начала сталкиваться со многими вещами, которые не могут быть объяснены общепринятыми физическими законами. 

Информация для контакта:

Клэр Боулес, claire.bowles@rbi.co.uk, 44-207-331-2751, New Scientist

Дата публикации: 6 февраля 2002
Источник: SciTecLibrary

 

 

 

Дело было не в геноме

 

16.02.2001 11:26 | Вести.ru

 

Разочарование мировой общественности по поводу последних исследований в области генома человека длилось недолго. Не беда, что у людей всего 39 тысяч генов вместо обещанных 100 тысяч. И даже неважно, что половина генов, присущих всем людям, также найдена у мух-дрозофил и круглых червей, а пятая часть нуклеотидных

последовательностей делает людей почти родственниками с какими-то непонятными растениями и (подумать только!) дрожжами.

 

Мужская половина человечества от души благодарит молекулярных биологов за то, что они в очередной раз доказали - мужской шовинизм имеет глубокую генетическую основу. Ведь большинство мутаций, которые лежат в основе всякой эволюции, происходят в Y-хромосоме (она есть только у мужчин, женская пара состоит из ХХ-хромосом). Впрочем, феминисток это тоже обрадовало - ведь слово "мутация" в последнее время считается чуть ли не синонимом уродства и прочего нетрадиционного перерождения.

 

После полной расшифровки генома человека ученые ненадолго призадумались - а что с полученной таким трудом информацией можно сделать? И почти сразу пришли к выводу, что сам по себе генетический код человека не содержит, как считалось ранее, всех характеристик строения конкретного организма, а только указывает на них. То есть человека определяет не сама информация, заложенная в генетическом коде, а то, как

организм ее использует.

 

Происходит это так. Нуклеотидная последовательность генного кода в ядре клетки "отвечает" за синтез определенных белков - и как бы кодирует их структуру. Белки состоят из двадцати разных аминокислот, которые, объединяясь в различные комбинации, образуют миллионы последовательностей. Это те самые "белковые тела", способ существования которых Карл Маркс определил словом "жизнь". Белками являются все

ферменты, вырабатываемые организмом, протеины образуют всевозможные гормоны, рецепторы и регуляторы, взаимодействие которых и поддерживает жизнь в человеке.

 

Вот тут и происходит самое главное - когда запрограммированный геном белок вырабатывается клеткой, он, в зависимости от условий, может вести себя по-разному. Исследованиями всевозможных белковых взаимодействий занимается новейший раздел биологии, который, по мнению большинства исследователей, приходит на смену геномике (науке о строении генома). По аналогии с предметом исследования, новая область

знания получила название протеомика.

 

Оказывается, это очень перспективная наука, которая может в корне изменить подход к терапии многих наследственных, хронических и неизлечимых заболеваний - таких, как злокачественные опухоли, СПИД, болезнь Паркинсона и тысячи других.

 

Давно известно, что рак - болезнь генома клеток. Он возникает, когда гены, отвечающие за защиту клеток от перерождения, повреждаются, а другие (онкогены) начинают вырабатывать белки, превращающие обычные клетки в раковые. И если разработать препараты, которые будут блокировать синтез онкогенных белков на клеточном уровне, злокачественные опухоли просто перестанут возникать.

 

То же и с другими заболеваниями. Сначала надо отыскать ген, ответственный за определенный недуг (сообщения об обнаружении таких генов появляются почти каждую неделю), затем выяснить, какие белки помогает вырабатывать этот ген и в каких условиях. Далее остается выяснить, как работает болезнетворный белок и вовремя блокировать его. Можно искать лекарство, которое будет выполнять в организме функцию

поврежденного белка или наоборот, подавлять его активность, если болезнь вызвана сверхпродукцией протеина. Такие геномные лекарства должны, по идее, отличаться от обычных очень высокой избирательностью и низкой токсичностью - ведь действовать они будут только на определенные белки.

 

Самое интересное только начинается. Ведь белок устроен гораздо сложнее гена. Если состав нуклеотидной последовательности можно представить в виде кода из повторяющихся четырех букв, то для записи структуры белка нужен двадцатибуквенный алфавит. К тому же, синтез белков в живой клетке зависит от нескольких тысяч внешних факторов, которые очень трудно просчитать даже с помощью компьютеров.

 

Разумеется, все технические проблемы новой науки немедленно померкли, когда речь зашла о традиционных человеческих взаимоотношениях. То есть - о деньгах. Ведь программа протеомных исследований при солидных затратах окупится очень быстро. Сегодня на создание нового лекарства уходит 15-20 лет. Зная протеому (белковое уравнение), этот срок можно сократить до 2-3 лет. Уже сейчас крупнейшие фармацевтические компании вкладывают в белковые исследования гигантские деньги. Ни одна государственная лаборатория не в состоянии провести масштабные исследования в этой области. При этом Крег Винтер, которого за деятельность на поприще расшифровки человеческой наследственности уже прозвали геномным колдуном, совершенно серьезно заявил о том, что его компания Celera Genomics способна разработать лекарства против

многих смертельных недугов абсолютно самостоятельно. Другими словами - стать нормальным монополистом.

 

Видимо, скандал вокруг того, кто, кому и сколько должен заплатить за информацию о геноме человека будет иметь неожиданное продолжение. Только теперь речь пойдет о реальных вакцинах против смертельных болезней. А пока жадные ученые будут патентовать изобретения и драться за прибыли, еще несколько миллионов человек умрут от рака. Но это уже издержки прогресса - который, как известно, остановить нельзя.

 

 

 

Новая гипотеза, высказанная физиком мельбурнского университета, дает объяснение многим ранее неразгаданным явлениям природы. 

 

Астрономы потеряли из вида уже тысячи комет и не могут объяснить причину их исчезновения. Эта причина, как и загадки ненайденных следов от Тунгусского метеорита и ряда других космических тел, врезавшихся в Землю, шаровых молний и свидетельства появления призраков – может лежать в одном единственном объяснении – существовании “зеркального вещества”.

Физик Мельбурнского Университета полагает, что потерянные кометы все еще могут быть там, только невидимы и некоторые из них потенциально могут лежать на курсе столкновения с Землей.

Доктор Роберт Фут предполагает, что многие из отсутствующих комет могут состоять из экзотического “зеркального вещества”, нового типа невидимого вещества, которое даже некоторыми физиками записывается в качестве одной из основных составляющих темного вещества.

"Если зеркальное вещество существует в реальности, то должны также существовать и зеркальные звезды, зеркальные планеты и даже зеркальная жизнь. За последние несколько лет почти каждое астрофизическое и экспериментальное предсказание этой теории было основано на наблюдениях и экспериментах", говорит Фут.

"Многие свидетельства говорят в пользу того, что наша планета часто бомбардируется астероидами, состоящими из зеркального вещества, вызывая такие озадачивающие события, как взрыв никем не увиденного Тунгусского метеорита в Сибирской тайге в 1908 году и другие подобные, но меньшие по масштабам недавние события в Иордании и Испании", говорит он.

Теория зеркального вещества существовала в течение многих десятилетий. Случай с потерявшимися кометами озадачил ученых надолго. И все же, если теория Фута является правильной, эти две тайны могут иметь общий ответ.

Астрономы нашли, что большинство комет исчезает, после их первого прохождения через нашу Солнечную систему. На этот счет многие сходятся во мнении, что кометы после удаления от Солнца вскоре или распадаются, или остывают, их газы и лед, которые при проходе вблизи Солнца таяли и образовывали кометную кому и хвост, вскоре замерзают. То есть, комета затем становится в действительности куском скалы, подобной астероидам.

Но некоторые американские ученые недавно провели моделирование с задачей – определить судьбу отсутствующих комет. Они пришли к поразительным выводам, что реальное наблюдаемое число комет или обнаруженных астероидов слишком низко, чтобы можно было сделать вывод о том, откуда они приходят и куда затем улетают?

Фут говорит, что есть хорошее объяснение для отсутствующих комет, если они состоят из зеркального вещества. Он указывает на некоторые причудливые, и пока необъяснимые события, которые натолкнули его на эту мысль.

Тунгусский метеорит взорвался энергией, эквивалентной взрыву 1000 атомных бомб, которые уничтожили 2100 квадратных километров леса в 1908 году. Ученые обвинили в этом астероид, но при этом они после не нашли никакого кратера, никакого свидетельства фрагментов метеорита и никаких существенных химических следов от взрыва.

В Иордании в апреле 2001 года 100 свидетелей траурной процессии наблюдали шар, который тянул за собой след поперек неба и летел на низкой высоте, разделился на два, и затем врезался со взрывом в холм приблизительно на расстоянии в один километр. Снова, местные астрономы не нашли ни кратер, ни свидетельство метеорита; только следы опаленной земли и сожженных деревьев.

"Эти события нельзя объяснить падением космического тела, состоящего из обычного вещества. Если Иорданское космическое тело было сделано из обычного вещества, оно должно было в виде болида осветить собой большую часть Ближнего Востока. Это не наблюдалось", говорит Фут.

Так, что же такое зеркальное вещество и как оно затрагивает нас?

Почти 50 лет назад физики обнаружили, что взаимодействие частиц не носит симметричной направленности. Вместо баланса сил, типа того, что “на каждое действие найдется равное ему противодействие”, на наноуровне наблюдалось некое неуклюжее взаимодействие частиц.

Это тот уровень, где действует зеркальное вещество. Для каждой из известных основных частиц, типа электрона, протона и фотона, есть свой отличный зеркальный партнер. Где обычные частицы работают на взаимодействие с веществом, зеркальные частицы работают на антивзаимодействие.

Предполагается, что обычные частицы, например, фотоны, не могут напрямую взаимодействовать или соединиться с зеркальными частицами. Поскольку мы состоим из обычного вещества, мы неспособны видеть зеркальные фотоны, и поэтому мир из зеркального вещества остается невидимым для нас, но мы его можем ощущать физически по выплеску энергии от этого взаимодействия.

Теория предсказывает, что зеркальные частицы имеют массу. Это означает только то, что действие зеркального вещества можно обнаружить по гравитационному притяжению. Это один факт, который может перенести гипотезу о зеркальном веществе из царства научной фантастики в действительность. Но на него накладывается масса других. Под темным веществом может скрываться не только зеркальная материя, но и обычная – темная.

Другой сценарий обнаружения этого вещества – это возможность фиксировать реакцию совместного действия сил, объединяющих обычное и зеркальное вещество.

Недавний эксперимент дает надежду, что одна такая сила может существовать. Сила их комплексного направленного взаимодействия вызывает малое электромагнитное поле между зеркальными и обычными частицами.

Две исследовательские группы, включая самый большой в мире Центр Физических Исследований CERN, собираются провести серию очень чувствительных экспериментов, чтобы опробовать и подтвердить или опровергнуть существование этой силы.

Фут вычислил эту силу, и определил, что она достаточна, чтобы позволить взаимодействовать обычным частицам вещества и зеркальным частицам из астероида, входящим в атмосферу Земли.

Эти взаимодействия могли повысить температуру космического тела из зеркального вещества, заставляя его взорваться и выплеснуть энергию. Этот момент также сделал бы это зеркальное тело видимым для нас. Если события Тунгусского взрыва и в Иордании - результаты падения зеркальных космических тел, то тонны зеркального вещества могли бы лежать скрытыми, только ниже поверхности этих участков, и ждут, чтобы их нашли. Но никто не смотрел", говорит Фут. Все ищут что-то видимое, а следовало бы искать осязаемое.

"Что касается отсутствующих комет, они могли были быть просто кометами из зеркального вещества в комплексе с обычным веществом. При подлете их к Солнцу, их обычные изменчивые компоненты вещества просто сгорают, а остается оболочка и ядро из зеркального вещества. Это объяснило бы, почему так много комет просто исчезают, после пролета Солнца", говорит он.

Комета Халли (фото справа). Снимок космического корабля Джотто. Вопреки ожиданию, ядро Халли оказалось исключительно темным. Это - один из самых темных объектов в нашей Солнечной системе, еще более темный, чем уголь. А по химическому составу она не состоит из угля. Загадка или – ее ядро состоит из зеркального вещества?

Эта же теория, окажись она правдой, могла бы объяснить и другие необъяснимые наукой явления, например, такие как шаровая молния, которая взрывается или бесследно исчезает не оставляя после себя ничего, мистические появления призраков, которые могут иногда взаимодействовать с предметами нашего мира. Эта же теория открывает путь исследования гипотетического параллельного зеркального мира, который существует рядом с нами, но который мы не можем видеть и, с которым очень слабо взаимодействует мир нашего вещества. Степень этого взаимодействия начинает проявляться только при высоких температурах и энергиях.

#

Не исключено, что в этом зеркальном мире существует и жизнь, а некоторые высказывают даже столь необычные предположения, что загробная жизнь – это именно тот зеркальный мир, который существует рядом, но для нас недосягаем. И, поскольку в нас тоже присутствует часть зеркального вещества, которая считается душей, то именно она после нашей смерти вступает во взаимодействие с параллельным нам зеркальным (загробным) миром и та информация и способность мыслить, что накопили мы по жизни, переносится вместе с частью этого зеркального вещества (душей) в тот мир и постоянно там обитает.

В пользу этого пока только есть свидетельские показания людей, которые побывали в состоянии клинической смерти и смогли затем вернуться к жизни. Они рассказывали, что наблюдали мир, полный света и простор, где не было никаких предметов, кроме иногда встречавших их умерших родственников. Те же свидетельства этих людей наблюдавших себя со стороны (или с потолка) за своим собственным лежащим телом – также могут говорить в пользу возможности раздвоения сознания.

Что же до понятия души, которая, по мнению сторонников данной теории, также состоит из зеркального вещества, то официально подтверждено, что после смерти, человек теряет с последним вздохом часть своего веса, которая превышает тот объем выдохнутого воздуха. Не исключено, что эта доля и есть процент массы зеркального вещества, присутствующего в нас, и которое мы накапливаем по мере жизни из внешнего пространства. А с нашей смертью прерывается тот электромагнитный баланс сил, который удерживал зеркальное вещество (душу) в нашем теле. И судя по всему, ее каким-то образом удерживает активность нашего мозга, секреты работы которого наука так и не постигла.

Дополнительная информация по вопросу зеркального вещества доступна на сайте доктора Фута: http://www.ph.unimelb.edu.au/~foot/

 

ДНК может стать носителем музыки

2007.02.16, 12:19
 

Японские учёные заявили о возможности использовать ДНК для хранения текстовых, музыкальных и других данных в цифровом формате внутри живых организмов.

Масару Томита (Masaru Tomit) и его коллеги из университета Кейо в Токио (Keio University) заявили, что закодированная с помощью ДНК информация, передаваемая по наследству, может благополучно храниться сотни тысяч лет. Фактически, речь идёт о чуть ли не совершенном носителе информации. В то же время CD-ROM, флэш-память или жёсткие диски легко повреждаются и теряют информацию.

Исследователи описали метод копирования и фиксации данных, закодированных по принципу искусственной ДНК в геном Bacillus subtilis – самой обычной и часто встречающейся почвенной бактерии. «Таким образом получено универсальное хранилище информации с надёжной передачей во времени», – отмечено в сообщении.

Так выглядит почвенная бактерия Bacillus subtilis

Для демонстрации метода была выбрана известная формула Альберта Эйнштейна о соответствии массы и энергии. С помощью бактерии сохранено послание в виде «E=MC2 1905!».

«Мы полагаем, что этот простой, гибкий и надёжный метод найдёт практическое применение для сохранения и восстановления данных в комбинации с другими, ранее разработанными технологиями», – сообщается в заявлении.

Полное описание эксперимента будет опубликовано в американском журнале «Прогресс биотехнологий» (Biotechnology Progress) 9 апреля сего года.

Источник: ScienceDaily

Выявлен новый аспект воздействия алкоголя на сердце


Проведенное израильскими учеными исследование показало, что алкоголь благотворно воздействует на два типа холестерина, повышая их позитивное воздействие на сердечно-сосудистую систему и снижая негативное.


Медики давно установили, что умеренное потребление алкоголя способствует нормализации сердечной деятельности. Позитивный эффект употребления алкоголя обычно связывался с поддержание вследствие потребления алкоголя более высокого уровня HDL (High-density lipoprotein) холестерина.

HDL холестерин, наблюдаемый у умеренно пьющих людей, ученые называли «хорошим» – липопротеиды в этом виде холестерина, как установлено, нормализуют работу сердца и предупреждают сердечные приступы. Напротив, LDL (Low density lipoprotein) холестерин считается «плохим», поскольку он закупоривает кровеносные сосуды и приводит к образованию тромбов.

Новое исследование, проведенное в Израиле, позволило по-новому взглянуть на роль алкоголя в образовании холестерина и влиянии на здоровье. Оказалось, что умеренное потребление алкоголя способствует формированию больших частиц липопротеина как в HDL, так и в LDL холестерине.

Как пишет Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, частицы HDL холестерина большего, чем обычно, размера эффективнее стимулируют сердечную деятельность, а негативное воздействие больших частиц LDL холестерина снижается. В том случае, когда число больших частиц LDL холестерина превышает число малых частиц LDL холестерина, LDL холестерин в целом становится положительным регулятором сердечной деятельности.

Исследование на 1 800 добровольцев провели ученые во главе с доктором Кеннетом Макамалом (Kenneth Mukamal) из Beth Israel Deaconess Medical Center в Бостоне. Положительный результат наблюдается только при умеренном, контролируемом рассудком потреблении алкоголя - в противном случае результат может быть не только негативным, но и просто плачевным.