Свяжитесь с нами

Наука

Физики нашли новый тип низкотемпературной сверхпроводимости

Физики нашли новый тип низкотемпературной сверхпроводимости

Опубликовано

Физики нашли новый тип низкотемпературной сверхпроводимости

Для этого они работали с конденсатом Бозе – Эйнштейна

ТАСС, 6 ноября. Изучая свойства твердого конденсата Бозе-Эйнштейна – экзотической формы материи, которая ведет себя как один гигантский атом, – физики открыли новую форму низкотемпературной сверхпроводимости. Результаты их исследования опубликовал научный журнал Science Advances.

"До недавнего времени о том, что конденсат Бозе – Эйнштейна может обладать сверхпроводящими свойствами, предполагали только теоретики. Мы впервые доказали это в нашей лаборатории с помощью нового материала на основе железа и селена", – прокомментировал открытие один из его авторов, доцент Токийского университета Козо Оказаки.

Конденсат Бозе – Эйнштейна – это экзотическая квантовая форма материи, которая похожа на газ и жидкость и состоит из множества атомов, охлажденных почти до абсолютного нуля. Это облако частиц ведет себя как один гигантский атом, подчиняясь законам квантовой физики. Благодаря этому ученые могут легко манипулировать свойствами подобных искусственных атомов и использовать их в качестве кубитов – ячеек памяти квантовых компьютеров – и прототипа сверхпроводников.

Классическая теория сверхпроводимости, которую в середине прошлого века сформулировали Джон Бардин, Леон Купер и Джон Шриффер, указывает, что конденсат Бозе – Эйштейна может быть сверхпроводником. Однако проверить эту гипотезу сложно из-за того, что обычно конденсат находится в газообразной форме, поэтому ученые не могли измерить ее сопротивление и другие свойства, связанные со сверхпроводимостью.

Новые сверхпроводники

Оказаки и его коллеги решили эту проблему. Они изучали свойства разных форм классических сверхпроводников, которые состоят из смешанных в разных пропорциях атомов железа, серы и селена. Меняя количество серы и селена, физики изучали, как в материале менялся характер движения электронов при охлаждении до температуры, близкой к переходу в сверхпроводящее состояние.

Во время этих опытов ученые наткнулись на любопытный эффект, который возникал только в том случае, когда на каждый атом серы и внутри сверхпроводника приходилось примерно по четыре атома селена и пять атомов железа. В таком случае при охлаждении этого материала до близких к абсолютному нулю температур электроны внутри сверхпроводника начинали вести себя совсем не так, как это предсказывает теория Бардина, Купера и Шриффера.

Это начинало появляться уже при охлаждении примерно до 15 кельвинов (–258 °С), несмотря на то, что это соединение серы, железа и селена переходит в сверхпроводящее состояние только при четырех кельвинах (–269 °С).

Детально изучив свойства электронов, ученые пришли к выводу, что причиной этих аномалий стал частичный переход этого материала в состояние, эквивалентное тому, в котором находятся классические газообразные формы конденсата Бозе – Эйштейна. При этом, однако, такой материал проявлял и некоторые свойства классических сверхпроводников, некоторые из которых не предсказывают существующие теории.

"Создание первого сверхпроводящего конденсата Бозе – Эйнштейна было лишь средством для решения нашей главной задачи – изучения того, насколько пересекаются оба этих состояния. Решить ее было крайне сложно, но наши инструменты и методики наблюдений помогли доказать, что между этими режимами сверхпроводимости существует плавный переход. Это, в свою очередь, говорит о существовании более общей теории сверхпроводимости, что сделало нашу область физики еще более интересной", – подытожил Оказаки.

Наука

Нидерландские физики раскрыли секрет создания первых микроскопов

Нидерландские физики раскрыли секрет создания первых микроскопов

Опубликовано

Основоположник микроскопии Антони ван Левенгук использовал относительно простые методы изготовления линз, сообщила пресс-служба Технологического университета Делфта

ТАСС, 14 мая. Нидерландские физики выяснили, что основоположник микроскопии Антони ван Левенгук использовал относительно простые методы изготовления линз для создания первых микроскопов, что не соответствует его собственным рассказам об их сложности. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба Технологического университета Делфта со ссылкой на статью в журнале Science Advances.

"Мы просветили одну из самых мощных линз из микроскопов Левенгука при помощи нейтронного томографа и выяснили, что основоположник микроскопии использовал популярную в то время методику изготовления линз, которую изобрел в 1665 году его британский конкурент Роберт Гук. Это крайне ироничное открытие, так как Гук всю жизнь безуспешно пытался раскрыть секрет работы микроскопа Левенгука", — пишут исследователи.

Историки науки традиционно считают, что первые полноценные микроскопы были созданы нидерландским естествоиспытателем и изобретателем Антони ван Левенгуком в 1674 году, однако более простые увеличительные приборы появились почти за сто лет до этого, а сам термин микроскоп предположительно появился еще в 1625 году.

С другой стороны, Левенгук первым начал использовать подобные увеличительные приборы для проведения полноценных биологических исследований, а также добился более чем стократного увеличения изображения. Это позволило ему впервые увидеть одноклеточные организмы, клетки крови, изучить строение глаз насекомых и сделать массу других открытий.

В общей сложности за свою жизнь Левенгук создал свыше пяти сотен линз и две дюжины микроскопов, часть из которых дожила до наших дней. История их создания остается предметом споров по сей день, так как нидерландский естествоиспытатель, по словам его современников, отличался замкнутым характером и не оставил никаких указаний на то, как он изготовлял эти приборы.

Группа нидерландских физиков под руководством Ламберта ван Эйка, научного сотрудника Технологического университета Делфта, раскрыла секреты устройства самых мощных микроскопов Левенгука, что стало возможным благодаря современным методам физики и мощным ускорителям частиц.

Секрет успехов ван Левенгука

Позаимствовав из музея города Утрехта два микроскопа и несколько линз, изготовленных их соотечественником более трех веков назад, ученые просветили их при помощи пучка нейтронов, который был получен при помощи исследовательского реактора FISH, установленного на территории Технологического университета Делфта.

Это позволило физикам детально изучить структуру поверхности линз и понять, как Левенгук изготовлял и шлифовал их. Как оказалось, нидерландский естествоиспытатель вводил современников в заблуждение, утверждая, что он использовал сложные методики полировки и отливки асферических линз, которые он "разрабатывал на протяжении десятилетий".

На самом деле через несколько лет после создания первого микроскопа Левенгук начал использовать очень простую методику изготовления линз, которую он позаимствовал у другого основоположника микробиологии, англичанина Роберта Гука. В 1665 году Гук обнаружил, что линзы высокого качества можно получить, поместив стеклянный прут в огонь и заставив стекло частично расплавиться.

В результате этого на конце прута появлялась своеобразная "капля" из стекла, которая обладала идеальной кривизной поверхности и могла усиливать свет. Левенгук развил и усовершенствовал эту методику, научившись использовать ее для изготовления крайне миниатюрных сферических линз диаметром в 1,3 мм.

Как отмечают ван Эйк и его коллеги, это открытие стало большой неожиданностью для них, так как их знаменитый соотечественник постоянно подчеркивал, что он использует только асферические линзы для создания микроскопов, а также утверждал, что сферические линзы нельзя в принципе установить в его увеличительные приборы.

По этой причине физики предполагают, что отсутствие каких-либо упоминаний о технологии производства микроскопов было связано не с замкнутым характером Левенгука, а с тем, что он хотел скрыть секрет их производства от Гука и других ученых. С одной стороны, это принесло ему немалую славу и деньги, а с другой — заставило многих естествоиспытателей сомневаться в результатах его наблюдений и замедлило развитие науки, подытожили ван Эйк и его коллеги.

Читать далее

Наука

Ростовская, Волгоградская области и Краснодарский край создадут НОЦ юга России

Ростовская, Волгоградская области и Краснодарский край создадут НОЦ юга России

Опубликовано

Он займется формированием новой глобальной устойчивой продовольственной системы по принципам ESG

ТАСС, 14 мая. Межрегиональный научно-образовательный центр юга России будет создан путем объединения Южного НОЦ и НОЦ Краснодарского края, сообщили в пятницу в пресс-службе Донского государственного технического университета (ДГТУ), на базе которого действует Центр управления проектами Южного НОЦ Ростовской области. Новый НОЦ создается по инициативе глав трех регионов.

"Деятельность НОЦ юга России позволит аккумулировать усилия лучших профессионалов регионов для выхода на мировой уровень наукоемкого бизнеса, исследований и разработок в сфере продовольственной безопасности. Поэтому объединение усилий Ростовской и Волгоградской областей, Краснодарского края на решение этой задачи наиболее целесообразно, так как на юге России сосредоточены аграрный сектор и высокотехнологичный индустриально-производственный комплекс, крупный IT-кластер", — приводит пресс-служба слова ректора ДГТУ Бесариона Месхи.

Межрегиональный научно-образовательный центр Юга России займется формированием новой глобальной устойчивой продовольственной системы по принципам ESG (экология, социальное развитие, корпоративное управление), установленным ООН. Ключевым направлением Центра станет создание прорывных технологий для устойчивой продовольственной системы на основе формирования рациональной и низкоуглеродной модели производства, хранения, транспортировки и потребления здоровьесберегающих продуктов питания, а также трансфер этих решений на мировой рынок.

Новый НОЦ сфокусируется на двух междисциплинарных направлениях — AgroTech и FoodDesign. В рамках первого Центр займется созданием энергосберегающей техники для АПК, разработкой технологий управления плодородием почв и снижения негативного техногенного воздействия на окружающую среду, рационального обращения с отходами. Направление FoodDesign предполагает развитие инжиниринга здоровых продуктов питания.

Научно-образовательный центр Юга России примет участие в конкурсном отборе Министерства науки и высшего образования РФ на предоставление грантов на оказание государственной поддержки из федерального бюджета в рамках национального проекта "Наука и университеты".

Читать далее

Наука

Стало известно, как наночастицы углерода справляются с причиной болезни Альцгеймера

Стало известно, как наночастицы углерода справляются с причиной болезни Альцгеймера

Опубликовано

Амилоидозы — главная причина смерти после сердечно-сосудистых и раковых заболеваний

МОСКВА, 14 мая. /ТАСС/. Сотрудники Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) с коллегами раскрыли механизм, с помощью которого углеродные наночастицы разрушают амилоидные фибриллы — белковые нитевидные структуры, которые являются причиной таких нейродегенеративных заболеваний как болезнь Альцгеймера, сообщила ТАСС в пятницу пресс-служба института.

Амилоидозы — главная причина смерти после сердечно-сосудистых и раковых заболеваний. Однако механизм амилоидогенеза до конца не выяснен. Так, по неизвестным причинам в организме нарушается сворачивание белков и пептидов, и в органах и тканях организма накапливаются нитевидные структуры — амилоидные фибриллы. Образующиеся агрегаты оказывают токсическое действие на клетки и вызывают ряд заболеваний. Сегодня насчитывают более 50 таких заболеваний: болезнь Альцгеймера, Паркинсона, диабет и многие другие.

"Наша работа показывает, насколько важную роль играют методы малоуглового рассеяния при исследовании разрастания амилоидных скоплений и разрушения фибрилл. Данные экспериментов представляют ценные сведения о молекулярном механизме, с помощью которого фуллерены разрушают нежелательные амилоидные скопления. Поэтому они могут быть использованы при создании наноразмерных материалов со значительным антиамилоидным эффектом", — отметил представитель Института экспериментальной физики Словацкой академии наук (ИЭФ САН), профессор Андрей Мусатов, слова которого приводятся в сообщении.

Особые свойства фуллеренов

При выборе перспективной стратегии для лечения амилоидозов исследователи в последние годы все чаще обращают внимание на нейропротекторные свойства наночастиц и их антиамилоидную активность. В частности, на фуллерены — углеродные наночастицы. При этом полное описание механизма разрушения амилоида еще не получено. Недостаточно и экспериментальных доказательств способности фуллеренов разрушать амилоидные скопления и влиять на различные белковые агрегаты.

"Наша работа преследовала две цели: мы хотели оценить антиамилоидную активность водных раствора фуллеренов C60 и C70 на основе N-метилпирролидона (NMP, стабилизирует молекулы фуллерена) и проанализировать механизм разборки амилоида. Это важные моменты для дальнейшего успешного использования фуллеренов и других наночастиц в лечении заболеваний, связанных с образованием амилоидных фибрилл", — сказал сотрудник Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ Михаил Авдеев, слова которого приводятся в сообщении.

Для исследований ученые выбрали два белка: человеческий инсулин и лизоцим (из яичного белка курицы). Во время наблюдений ученые сделали два важных вывода. Во-первых, выбранные фуллерены способны разбирать предварительно образованные амилоидные фибриллы белка при низких (микрограммы) концентрациях и низком соотношении белка к фуллерену. Во-вторых, значения концентраций фуллеренов, при которых происходит распад амилоидов, для обоих белков близки.

Авторы исследования считают, что выбранные растворы фуллеренов C60 и C70 на основе N-метилпирролидона, которые обладают как гидрофобными, так и гидрофильными свойствами, содержат уникальные и перспективные наночастицы для разрушения амилоидов.

Читать далее
Advertisement

Последние новости

В мире54 минуты назад

Тральщик «Иван Антонов» покинул состав эскадры РФ в Средиземном море

Москва. 15 мая. INTERFAX.RU — Корабль противоминной обороны «Иван Антонов» завершил выполнения задач в составе российской эскадры в Средиземном море,...

Общество1 час назад

За сутки в России подтверждено 8790 случаев COVID-19 в 84 регионах

За сутки в России подтверждено 8790 случаев COVID-19 в 84 регионах. Об этом сообщает оперативный штаб по контролю и мониторингу...

Петербургский праздник выпускников "Алые паруса" пройдет офлайн Петербургский праздник выпускников "Алые паруса" пройдет офлайн
Общество1 час назад

Петербургский праздник выпускников «Алые паруса» пройдет офлайн

Праздник выпускников школ "Алые паруса", который стал одной из визитных карточек Северной столицы, в этом году планируется провести в очном...

Рогозин поздравил Китай с успешной посадкой зонда на Марс Рогозин поздравил Китай с успешной посадкой зонда на Марс
Общество2 часа назад

Рогозин поздравил Китай с успешной посадкой зонда на Марс

Китайская автоматическая межпланетная станция "Тяньвэнь-1" в субботу совершила успешную посадку на поверхность Марса. Это первая посадка на Красную планету китайского...

В мире2 часа назад

Около 200 ракет выпущены по Израилю из сектора Газа с вечера пятницы

Москва. 15 мая. INTERFAX.RU — Порядка 200 ракет были выпущены боевиками из сектора Газа в сторону Израиля с вечера пятницы...

Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы
Общество2 часа назад

Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы

Примерно 2-3 процента населения нашей Земли — близнецы. Либо полные генетические копии друг друга, либо, как говорят в России, двойняшки....

Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы
Общество2 часа назад

Ученые объяснили, в каких семьях появляются близнецы

Примерно 2-3 процента населения нашей Земли — близнецы. Либо полные генетические копии друг друга, либо, как говорят в России, двойняшки....

В мире2 часа назад

Рок-музыкант Элис Купер выставит на торги найденное на складе полотно Уорхола

Москва. 15 мая. INTERFAX.RU — Американский рок-музыкант Элис Купер объявил, что выставит на аукцион картину Энди Уорхола «Маленький электрический стул»,...

В мире3 часа назад

Белоруссия разместит в РФ облигации на 100 млрд российских рублей

Москва. 15 мая. INTERFAX.RU — Белоруссия разместит в РФ облигации на 100 млрд российских рублей. Это предусмотрено указом №183 президента...

В мире4 часа назад

Что случилось этой ночью: суббота, 15 мая

Посадка китайского зонда на Марс, возобновление авиасообщения России с пятью странами, VTimes решило маркировать свои материалы как СМИ-иноагент Москва. 15...

Advertisement

Популярное