Новости науки

[Arn]

Эволюционная психология, Антропология

Мозг человека развивается быстрее, чем об этом судят учёные

Что отличает нас от предков? Мы точно так же усердно добываем пропитание, возбуждаемся при виде подходящего полового партнёра и носим одежду из кожи. 30 лет назад, когда эволюционная психология только пыталась подняться на тоненькие ножки, многие всерьёз считали, что человеческая природа за тысячи лет ничуть не изменилась. Помните Флинстоунов?

Группа учёных раскритиковала такой подход, опубликовав в журнале PLoS Biology соответствующий материал. Кевин Лаланд из Университета Сент-Эндрю (Великобритания) и его коллеги считают, что современные люди вовсе не примитивные дикари, пытающиеся извлечь выгоду из окружающего их враждебного мира.

Несколько десятилетий назад, когда закладывалась основа эволюционной психологии, преобладало представление о том, что эволюция происходит постепенно, едва ли не с геологической скоростью. На тот момент, отмечает г-н Лаланд, это была вполне логичная точка зрения. Дальнейшие исследования, однако, нашли доказательства быстрых эволюционных изменений у животных. Кроме того, были обнаружены сотни трансформаций в человеческом геноме, которые появились в течение каких-то десятков тысяч лет (а не миллионов).

«Мысль о том, что все эти изменения не привели к переменам в работе мозга, кажется неправдоподобной», — подчёркивает специалист. По всей видимости, адаптивное отставание гораздо меньше, чем предполагали ранние исследователи. Авторы работы отмечают, например, что изменения в диете последнего времени и распространение болезней под воздействием новых культурных условий уже оставили след в геноме и повлияли на экспрессию генов в мозге.

Следующее важное соображение. Торговый центр, казалось бы, никак не похож на африканскую саванну, в которой эволюционировали наши пращуры. Однако исследователи отмечают, что не в природе человека создавать себе такое окружение, которое противоречило бы его потребностям. Человек — вопреки традиционным представлениям — не только адаптируется под среду, но и создаёт её под себя. Не только в пасторальной древности, но и сегодня мы живём или стремимся жить в такой среде, которая максимально комфортна для нашей биологии. Поэтому торговый центр — вовсе не извращение человеческой природы.

Эту параллель можно продолжать очень долго. Например, принято считать, что в природе человека — жить маленькими разобщёнными группами, как это было, вероятно, в древние времена. В таком случае, отмечают учёные, человеческая популяция должна была резко сократиться с появлением урбанизации — а в действительности с наступлением голоцена (ок. 12 тыс. лет назад) она почему-то начала расти и растёт по сей день.

Эти и многие другие примеры свидетельствуют об экстраординарном уровне адаптивной пластичности — вот какова в действительности природа человека. И именно эта особенность является фундаментом наших способностей к обучению и созданию культуры, а также к быстрой эволюции «по требованию».

Чтобы расшифровать этот головокружительный потенциал, нужно, говорят авторы, уделить больше внимания работе мозга. Выяснение того, как мозг осуществляет тонкую подстройку под обстоятельства, позволит отследить, насколько быстро и каким образом мозг человека разумного изменился с тех давних пор, когда мы вели себя как животные и общались нечленораздельными звуками.

Ранее преобладало представление о мозге как автомате, запрограммированном раз и навсегда. Г-н Лаланд и его коллеги полагают, что мозг — это коллекция инструментов, ожидающих джем-сейшена. Очень многое зависит от того, как настроит эти инструменты биологический и культурный опыт детства и юношества. Эта гибкость, скорее всего, и позволяла нашим предкам справляться с изменчивым миром и в дальнейшем «прогибать» его под свои нужды.

В целом, отмечают специалисты, пока эволюционная психология воспринимается как упрощение. Пора вывести её на уровень настоящей науки.

http://science.compulenta.ru/623706/

[Arn]

Юридические вопросы автоматизации и транспорта

Евросоюз разрабатывает правила движения для воздушных аппаратов будущего

Персональные летательные машины, отличные от современных самолётов и вертолётов, только начинают испытываться, а европейские власти уже готовы потратить ?4,3 млн на то, чтобы упорядочить их использование.


На таких штуках, если верить Евросоюзу, наши дети и внуки будут добираться на работу через несколько десятков лет. (Изображение MyCopter.)


Программа создания транспортной системы для подобных аппаратов (personal aerial vehicle — PAV) носит название MyCopter. Судя по такому обозначению, а также по концептуальным изображениям летающих автомобилей, которые держат в уме участники исследования и их спонсоры из Европейской комиссии, в будущем мы пересядем с автомобилей на аппараты вертолётного типа.

Поскольку они будут взлетать с места (подобно австралийскому Hoverbike), для них не потребуется специальных аэродромов, а значит, подобные ЛА получат широкое распространение в городах. Поэтому в первую очередь исследователи из британского Ливерпульского университета и швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) размышляют над тем, как обезопасить передвижение множества воздушных машин в ограниченном пространстве.

Разработчики предлагают сделать аппараты, управляемые автопилотом, с возможностью перехода на ручной режим пилотирования. А ориентироваться ЛА будут по радиосигналам, сканирующим лидары, аудио- и видеосенсоры и другие датчики, предотвращающие столкновение. Похожая система уже тестируется на 10 роботах-вертолётах как часть проекта Swarmanoid, который также финансируется Еврокомиссией. Полноценная технология должна появиться в 2014 году.

Кроме того, специалисты намерены выработать правила поведения в воздушном пространстве и создать простой пользовательский интерфейс для управления грядущей бог весть когда техникой.

Но прежде — до того как европейцы начнут в массовом порядке переходить на PAV, новыми технологиями, скорее всего, воспользуются беспилотники и другие участники воздушного движения.


http://science.compulenta.ru/620306/

[Arn]

Транспорт

Новые оптические датчики позволят автомобилям "видеть" в дождь, туман и снег





Современные автомобили-роботы уже в состоянии самостоятельно двигаться, парковаться и избегать столкновений с препятствиями. Но для того, что бы успешно это делать, автомобилям необходимо "видеть" окружающую среду. Все хорошо, если погодные условия идеальны, а как узнать расстояние до других транспортных средств, если свет фар с трудом пробивается сквозь туман, дождь или снег. В этом могут помочь оптические чувствительные малогабаритные датчики совершенно нового класса.

Эти датчики, о которых пойдет далее речь, были разработаны исследователями из института Фраунгофера в Германии. Они устанавливаются внутри автомобиля на лобовом стекле возле зеркала заднего вида. Используя высокочувствительные фотосенсоры, датчики получают изображения, производя из дальнейшую математическую обработку, которая позволяет автомобилю самостоятельно "заглянуть" в труднодоступные места. Алгоритм обработки датчиков может самостоятельно определить погодные условия и выбрать наиболее подходящую методику обработки изображения. Помимо этого, если автомобиль "узнает" о том, что снаружи густой туман, к примеру, то он автоматически включает противотуманные фары и аварийные мигающие сигналы, позволяя своему водителю лучше видеть ситуацию на дороге и позволяя другим водителям заметить себя.

Некоторые автомобили немецкого производства уже начинают оборудоваться подобными системами, но специалисты института Фраунгофера уже работают над созданием подобной системы, в которой будут использованы светодиодная подсветка и менее дорогие фотосенсоры, благодаря чему такой тип датчиков будет доступен и покупателям автомобилей среднего ценового класса.

Основой системы является инфракрасная камера, инфракрасный светодиод и два дополнительных фотодатчика с линзами Френели. Светодиод излучает инфракрасный свет, для которого туман и дождь не являются помехой. Свет, отражаясь от объектов, улавливается камерой и фотодатчиками, позволяя автомобилю "видеть" в условиях, про которые принято говорить "не видно ни зги".

Основной "изюминкой" технологии являются фотосенсоры с линзами Френели, которые обеспечивают очень широкий угол обзора этих датчиков. Оказалось проблемой сфокусировать изображение на кристалле микросхемы для получения цифровой его формы. Обычно для таких целей используют оптоволокно, но малы размеры сенсора не позволили реализовать такой подход. Вместо этого была разработана и изготовлена специальная оптическая система из высококачественного стекла. В основе этой оптической системы лежит скрутка из стеклянных трубочек, полость которым может уловить и передать на фотосенсор свет, падающий под углом в 90 градусов. Изготовление подобной оптической системы производится методом горячей штамповки, которые легко реализуем в промышленных условиях.

Согласно информации представителей института Фраунгофера, новые оптические датчики в данный момент проходят полевые испытания в исследовательском центре Centro Ricerche Fiat. А собственно разработка новых оптических датчиков проводилась в рамках программы по увеличению безопасности движения Европейского союза.

http://www.dailytechinfo.org/auto/2612- ... -sneg.html

[Arn]

Биология

Дельфины удивили учёных чувством электрического поля


Необычную способность обнаружили у гвианских дельфинов немецкие исследователи. Оказалось, что у этих китообразных есть орган, способный чувствовать электрические поля. У высших млекопитающих учёные находят такое впервые.

Дельфины славятся своими эхолокационными способностями, но, видимо, природа посчитала, что этого недостаточно, и наградила дельфинов вида Sotalia guianensis чувством электрического поля.

Об этом открытии рассказали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, доктор Вольф Ханке (Wolf Hanke) и его коллеги из университета Ростока.

Биологи поначалу исследовали подозрительные участки на морде мёртвого гвианского дельфина. Затем они провели опыты с живым существом, в ходе которых животное удалось научить реагировать на поле, создаваемое рыбой (слабые наводки генерируются в ходе работы мускулов и нервной системы).

«Это чувство, вероятно, помогает дельфинам в поиске добычи на коротких дистанциях, когда эхолокация не столь эффективна», — рассказывает Ханке.

Вполне возможно, что другие крупные жители океана имеют такую же способность, ведь и они иногда кормятся близ морского дна.

Вольф утверждает, что органы чувств, способные детектировать электрическое поле, эволюционировали из усиков (вибрисс) древних предков гвианских дельфинов.

Такие рецепторы реагируют на механические изменения (пример: волосковая сенсорная клетка внутреннего уха, переводящая сигнал от звуковой волны в нервный импульс). Со временем они, судя по всему, научились отвечать и на другие стимулы. Причём эта трансформация произошла по меркам истории довольно быстро.

Отметим, что подобные электросенсорные способности ранее находили только у рыб, некоторых амфибий и примитивных млекопитающих – утконоса и ехидны. Скорее всего, у всех из них нужные органы эволюционировали независимо.


В ходе экспериментов учёные блокировали работу необычного органа, чтобы лишить животных электросенсорных способностей (фото A. Liebschner).

http://www.membrana.ru/particle/16489

[Arn]

Нейробиология, Медицина

С помощью томограммы можно узнать, сможет ли человек бросить курить



Как правило, терапевтические методики унифицированы и вне зависимости от личности и особенностей организма больного предлагают одни и те же способы лечения — можно сказать, что они причесывают всех под одну гребенку. Между тем, если бы терапия была «подогнана» под каждого конкретного человека, результат мог бы быть гораздо лучше. Особенно важен индивидуальный подход там, где большую роль играет психология, личность больного — в терапиях, направленных на избавление от вредных привычек и зависимостей, на регуляцию веса и так далее. Группа ученых из Мичиганского университета сделала важный шаг по направлению к терапии будущего, исследовав механизм, по которому индивидуальный подход к больному повышает его шансы бросить курить.

Разные люди начинают курить по совершенно разным причинам, и точно так же по совершенно разным причинам они решают перестать это делать. Между тем, методики, помогающие человеку расстаться с этой вредной привычкой, как правило, довольно однообразны и содержат для всех одинаковые рекомендации. Эффективность их относительно невысока.

Гораздо больше потенциал у тех методик, которые дают разным людям разные рекомендации в зависимости от их индивидуальности. Но каков физиологический механизм, по которому они действуют? Какие при этом активируются зоны мозга?

Исследователи предположили следующее. Индивидуальные рекомендации обычно затрагивают жизненный опыт конкретного человека, его нужды и интересы, учитывают конкретные трудности, которые могут возникнуть у него на пути, — поэтому-то они и вызывают у него ответную реакцию. Человек воспринимает эти сообщения как что-то, имеющее отношение лично к нему, и поэтому относится к ним с большим вниманием, лучше их запоминает и более ревностно им следует. То есть можно предположить, что в мозге человека включаются те зоны, которые активируются, когда он думает о себе самом, и благодаря этому усиливаются процессы обучения, памяти и внимания.

В предыдущих работах тем же авторам уже удалось показать, что «направленные», индивидуализированные сообщения вызывают активацию этих зон коры. Но теперь ученым захотелось пойти еще дальше и проверить, связана ли такая активация со способностью человека бросить курить.

Для этого исследователи набрали группу испытуемых — курильщиков, которым бы хотелось бросить курить, — и провели следующий эксперимент.

Каждому испытуемому они предъявляли сообщения о вреде курения, которые должны были затронуть его лично. Одновременно они с помощью фМРТ измеряли, какие зоны мозга при этом активируются. (На самом деле всё не так просто. В ответ на любое сообщение активируется множество корковых зон, и чтобы выделить из них те, которые реагируют именно на «личностную компоненту», пришлось ввести несколько видов контроля.) Спустя четыре месяца исследователи проверили, кому из испытуемых удалось бросить курить, а кому нет.

После этого оставалось только выяснить, существует ли корреляция между активацией корковых зон при предъявлении «целевых» сообщений и способностью человека справиться с курением.

Результаты были следующие. При предъявлении «целевых» сообщений активировались три основных участка: дорсомедиальная часть префронтальной коры (дмПФК), предклинье (см. precuneus) и угловая извилина (см. angular gyrus). Если смотреть на все эти регионы вместе, то их активация явно коррелировала с последующим «бросанием», причем чем сильнее они активировались, тем вероятность бросить курить была больше. Рассматривание же каждой зоны по отдельности показывает, что:
- активация дмПФК дает высокую вероятность того, что человек сможет бросить курить;
- активация предклинья связана с прекращением курения гораздо слабее;
- и наконец, активация угловой извилины вообще не коррелирует со способностью человека справиться с курением.




Чем сильнее активация дорсомедиальной части префронтальной коры (желто-оранжевое пятно слева) при предъявлении «целевых» сообщений, тем больше вероятность, что человеку удастся бросить курить. Активация предклинья (желто-оранжевое пятно справа) в меньшей степени связана со способностью избавиться от курения. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Neuroscience




Помимо прикладного значения (ведь теперь способность человека бросить курить можно будет предсказывать с помощью томограммы!) работа также имеет большой научный потенциал. Прежде всего, стоит подробнее изучить связь между активацией дмПФК и «бросанием» — ведь именно эта зона ассоциирована с процессами оценки и принятия решения. Кроме того, интересны и другие моменты — можно ли расширить полученные результаты на все вредные привычки, а не только курение; можно ли в свете полученных данных как-то повлиять на способность человека справиться с зависимостью, и так далее. И наконец — страшно себе представить, какое влияние окажут полученные данные на рекламную индустрию.

Источник: Hannah Faye Chua, S. Shaun Ho, Agnes J. Jasinska, Thad A. Polk, Robert C. Welsh, Israel Liberzon, Victor J. Strecher. Self-related neural response to tailored smoking-cessation messages predicts quitting. // Nature Neuroscience (2011). V. 14. P. 426–427.

http://elementy.ru/news/431627

[Arn]

Нейробиология

Горожане реагируют на стресс не так, как сельские жители


В настоящее время больше половины населении Земли живет в городах. Казалось бы, городская жизнь полна плюсов: в городе, как правило, лучше налажен быт, лучше организовано здравоохранение, легче соблюдать гигиену и так далее. Тем не менее горожанам приходится ежедневно сталкиваться с гораздо большим количеством стрессовых ситуаций, чем деревенским жителям. Видимо, именно поэтому горожане гораздо чаще страдают всевозможными нарушениями психики, например тревожным неврозом и аффективным расстройством, а шизофрения встречается у людей, которые родились и выросли в городах, вдвое чаще, чем у деревенских жителей. Группа ученых из Гейдельбергского университета (Германия) и Университета Макгилла (Канада) попробовала исследовать, как отличаются нейронные механизмы возникновения стресса у городских и сельских жителей.

Для своих экспериментов исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). Этот метод показывает, какие области мозга испытуемого активируются при выполнении тех или иных заданий. В данном случае экспериментаторам надо было вызвать у испытуемых стресс, поэтому они предложили им так называемую «монреальскую стрессовую задачу» (Montreal Imaging Stress Task), при которой испытуемым надо было решать на время сложные арифметические примеры. При выполнении такого задания у испытуемого возникает стресс, что подтверждается изменениями уровня сердцебиения, кровяного давления, выброса «стрессовых» гормонов и так далее.


Рис. 1. Исследования проводились на испытуемых, живущих в деревнях (a), небольших городках (b) и больших городах (c). Изображение из заметки Daniel P. Kennedy & Ralph Adolphs. Social neuroscience: Stress and the city. Nature. 23 June 2011. V. 474. P. 452–453



Эксперименты проводились на трех группах людей:

1. Деревенские жители.
2. Жители небольших городков (с населением более 10 000 человек).
3. Жители больших городов (с населением более 100 000 человек).

Оказалось, что при стрессе у людей из этих трех групп наблюдаются два очень любопытных отличия в мозговой активности.

Во-первых, у городских жителей по сравнению с деревенскими сильнее активировалась миндалина. Миндалина (точнее, миндалины; их в мозге две — по одной на каждое полушарие) — это часть лимбической системы, которая играет огромную роль в формировании эмоций. Считается, что именно нарушения в функционировании миндалины приводят ко многим психическим расстройствам. Среди этих расстройств есть и те, которые более характерны для городских, чем для деревенских жителей, — например, тревожные расстройства, депрессия и склонность к насилию.


Рис. 2. Чем в более крупном населенном пункте живет человек, тем сильнее активируется у него миндалина в ответ на стресс. Rural — сельские жители, Town — жители небольших городков, City — жители больших городов. Mean contrast estimate at [21 –9 –15] — активность (определенная по средней контрастности МРТ-изображения) в участке миндалины с координатами [21 –9 –15]. Этот участок наиболее показательный, так как в нём наблюдаются самые сильные отличия между реакцией на стресс у горожан и деревенских жителей. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature




А во-вторых, в зависимости от того, вырос ли человек в городе или в деревне, у него наблюдалась различная активность в еще одном участке лимбической системы — части передней поясной извилины (см. Anterior cingulate cortex). Поясная извилина (точнее, опять же, поясные извилины, поскольку это тоже парное образование) также известна своим участием в регуляции стресса. Кроме того, она, видимо, связана и с некоторыми психическими заболеваниями. Например, у тех шизофреников, которые заболели в подростковом возрасте, показано меньшее количество серого вещества в этой области.


Рис. 3. У людей, выросших в городе, наблюдается большая активность в области передней поясной извилины, чем у тех, кто вырос в деревне. На МРТ-изображении обсуждаемый участок имеет ярко-желтый цвет и находится справа на левом рисунке и посередине на правом. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature



В норме миндалина и поясная извилина «общаются» между собой; однако у тех, кто вырос в городе (независимо от того, живет ли он там сейчас), связь между этими двумя регионами ослаблена. Видимо, это говорит о том, что именно детский возраст является критическим для образования данной связи.

Полученные данные говорят о том, что у городских и деревенских жителей и в самом деле разнятся нейронные механизмы, определяющие возникновение стресса. Эти результаты очень хороши, просто слишком хороши, чтобы оказаться верными. Вполне возможно, что исследованные индивиды обладали еще какими-то общими чертами, кроме места своего жительства, и именно эти общие черты определили сходство в активации данных участков мозга. Могло случиться и так, что данные изменения возникали не в ответ на стресс, а по какой-то другой причине. Поэтому исследователи провели еще серию экспериментов с другими испытуемыми, в которых им предлагались и стрессовые, и нестрессовые задания. И полученные результаты подтвердились. Активизация обоих участков возникала именно в ответ на стресс и именно в соответствии с местообитанием испытуемого, без связи с другими его характеристиками — семейным положением, возрастом, образованием, уровнем дохода и так далее.

Тем не менее сохраняется довольно большая вероятность, что какая-нибудь характеристика всё же ускользнула от внимания ученых, и в этом случае полученные результаты остаются сомнительными. Кроме того, урбанизированность — это всё-таки очень сложное понятие, которое складывается из множества различных факторов. Вполне возможно, что данные результаты были связаны не с городской жизнью как таковой, а с каким-то из этих факторов — например, плохой экологией, шумом, избыточным количеством социальных контактов и так далее. Ну и наконец, исследование проводилось на относительно небольшой выборке и только в одной стране — Германии. Может быть, последующие эксперименты не подтвердят полученные данные.

Тем не менее тема явно перспективная и нуждается в дальнейшем изучении. Вполне возможно, что ученым удалось «поймать» важную закономерность в работе мозга. Миндалина и поясная извилина сейчас активно исследуются, и буквально за последний год было получено несколько очень любопытных результатов. Например, обнаружено, что чем больше у человека социальных контактов, тем крупнее по размеру его миндалина. А в недавнем номере Current Biology была опубликована статья, в которой повышенное количество серого вещества в правой миндалине связывалось с консервативными политическими взглядами, а повышенное количество серого вещества в передней поясной извилине — с либеральными. Это открывает широкое поле для различных предположений. Что из полученных данных является причиной, что следствием, а какие факторы вовсе не связаны между собой — всё это предстоит выяснить в дальнейших исследованиях.

Источники: Florian Lederbogen, Peter Kirsch, Leila Haddad, Fabian Streit, Heike Tost, Philipp Schuch, Stefan W?st, Jens C. Pruessner, Marcella Rietschel, Michael Deuschle, Andreas Meyer-Lindenberg. City living and urban upbringing affect neural social stress processing in humans. // Nature. 2011. V. 474. P. 498–501.

http://elementy.ru/news/431613

[Arn]

IT Технологии

Canon объединил мышь, клавиатуру и калькулятор

Мышка с ЖК-экраном и 24 кнопками калькулятора представлена как «элегантный и стильный продукт, который идеально расширяет функционал стандартной клавиатуры ноутбука и позволяет повысить общую эффективность бизнес-профессионалов, работающих удалённо».

Новый аксессуар получил название от «старой» серии премиум-калькуляторов марки Canon – X Mark I. При этом зовётся «мышеклавулятор» по-разному: в пресс-релизе компании Canon USA продукт именуется X Mark I Mouse Lite, а в каталоге обозначается как X Mark I Mouse Slim.





Кнопка включения калькулятора находится в левом верхнем «углу». Случайное нажатие в этой точке маловероятно, стало быть, нечаянный хаос из цифр на дисплее во время работы мышью отвлекать не должен.

Размер LCD-дисплея «калькумышетуры» – 44,9 x 10,99 мм. Его в угоду экологичности изготавливают из вторсырья, полученного от отслуживших своё цифровых камер (фото Canon).

"Калькумышеклав" обладает разрешением 1200 dpi, подключается и к PC, и к «Маку» через Bluetooth 2.0. Устройство питается от двух батареек AAA, имеет размеры 120 x 60 x 27 мм, весит 106 граммов. В США Canon X Mark I Mouse появится в продаже в августе по цене $60.



http://www.membrana.ru/particle/16493

[Arn]

Научные проекты

ЕС построит в Праге мощнейший лазер на планете



В течение шести лет Евросоюз намерен создать в Восточной Европе четыре научных центра с импульсными лазерами для раскрытия секретов материи и пространства. Первая установка в этой серии должна появиться близ столицы Чехии в 2015 году, и она будет на порядок мощнее действующего рекордсмена.

Европейская комиссия (European Commission) обнародовала план развития проекта «Инфраструктура экстремального света» (Extreme Light Infrastructure — ELI), информирует PhysOrg.com.

Помимо пражского в 2015 году должны вступить в строй ещё два центра — в Венгрии (местечко Szeged) и Румынии (Magurele). Если всё пойдёт по плану, в 2012 году будет выбрано место для строительства четвёртого, самого мощного в этой четвёрке (и в мире) лазера, который должен заработать в 2017-м.

Четыре центра ELI нацелены на решение нескольких отличных задач. Так, установка в Чехии призвана изучать взаимодействие материи с очень мощными импульсами радиации и пучками высокоэнергетических частиц, получаемых на этой установке.

Венгерское крыло проекта сосредоточит усилия на проявке динамики взаимодействия электронов, атомов и молекул в аттосекундном временном масштабе (10-18 с), соответственно, венгерский лазер будет «самым быстрым» в этой серии (другие будут довольствоваться «всего лишь» фемтосекундными импульсами). Ну а румынская лаборатория должна использовать свой мощный лазер для опытов в области фотоядерной физики.

При этом высокие мощности (о них — чуть ниже) и малое время вспышек новых лазеров означают, что с их помощью можно будет разгонять частицы до субсветовых скоростей, получая высокоэнергетические пучки электронов, протонов, нейтронов, мюонов и нейтрино для самых разных опытов.


А так должны выглядеть корпуса центров ELI в Венгрии и Румынии (иллюстрации ELI).



Четвёртый лазер в этом ряду обеспечит физиков светом самой высокой в мире интенсивности, при которой, вероятно, удастся «взламывать» не только материю, но и само пространство.

Речь идёт о том, что в так называемом ультрарелятивистском режиме взаимодействия света и вещества (при интенсивности излучения, превышающей 1023 Вт/см2), могут оказаться некорректными законы теории относительности, не говоря уж о том, что к таким лучам трудно применять обычные законы оптики.

При этом, как давно предсказывают учёные, в таких опытах виртуальные частицы (в частности, пары электрон-позитрон), постоянно рождаемые вакуумом, удастся превращать в реальные. Очень сильное электрическое поле от мощных ультракоротких импульсов света будет разводить их в стороны прежде, чем они уничтожат друг друга, объясняет New Scientist.

Все эти чудеса экспериментов будут возможны благодаря рекордным мощностям всех четырёх лазеров. Первые три установки будут развивать по 10 петаватт каждая (или по 1016 Вт), а четвёртая (пока только предполагаемая) система, в которой на цель будет обрушиваться сразу 10 лучей, сможет похвастать суммарными 200 петаваттами.

Для сравнения: нынешний самый мощный в мире лазер развивает (тоже на краткое мгновение) чуть более одного петаватта. А суммарная мощность всех электростанций Земли составляет порядка 2,5 тераватта (2,5 х 10 12 Вт).

В создании сети центров ELI принимают участие 40 академических и исследовательских институтов из 13 европейских стран. Общая стоимость проекта — более $1 миллиарда.
http://www.membrana.ru/particle/16089

[Arn]

Физика, Химия, Технологии

Новая графеновая бумага оказалась прочнее стали


По толщине новый образец сравним с плотным листом бумаги, но по прочности — превосходит сталь (фото Lisa Aloisio).


Исследователи в Австралии создали бумагу из множества слоёв графена. Она показала удивительные механические свойства, сохраняя хорошую гибкость и высокую упругость.

Специалисты из технологического университета Сиднея (UTS) использовали комбинацию химической и тепловой обработки, чтобы аккуратно отделить от графита одноатомные слои, очистить их и выложить как бутерброд в идеально выровненную структуру из гексагональных решёток атомов углерода — графеновую бумагу (graphene paper — GP).

Как рассказывает PhysOrg.com, плотность GP — в пять-шесть раз ниже, чем у стали.

При этом испытания показали, что новый материал в два раза твёрже и в десять раз прочнее при растяжении нежели углеродистая сталь. А модуль упругости при изгибе оказался выше в 13 раз.


Один из авторов работы Али Реза Ранджбарторех (Ali Reza Ranjbartoreh) говорит: «Никто другой не использовал аналогичные методы производства и тестирования, чтобы найти и показать столь исключительные механические свойства бумаги из графена» (фото Lisa Aloisio)



Исследователи полагают, что графеновая бумага окажется великолепным конструкционным материалом, востребованным в авиационной и автомобильной отраслях, да ещё — дружественным природе и экономически оправданным. (О достижении учёных рассказывают статья в Journal of Applied Physics и пресс-релиз университета.)
http://www.membrana.ru/particle/16061

[Arn]

Физиология, Биомеханика

Британские учёные изучили рыцаря на бегущей дорожке

Средневековые рыцарские доспехи делали ратный труд своих хозяев очень тяжёлым. Этот до зевоты очевидный факт получил, по словам британских исследователей, первое убедительное экспериментальное доказательство.

Учёные из университета Лидса сообщили, что провели опыты с точными копиями рыцарских доспехов XV века четырёх различных типов. Авторы эксперимента пригласили специалиста по средневековой «броне», который одевался в типичные стальные «костюмы» весом от 30 до 50 кг и занимался в латах на тренажёре.

Пока подопытный ходил и бегал, аппаратура отслеживала его опорно-двигательную биомеханику, фиксировала энергозатраты и потребление кислорода.


Опыт показал, что 38-летний мужчина в доспехах может развить скорость 1,7 метра в секунду, тогда как он же, не будучи «бронированным», способен разогнаться до 2,7 м/с (фото Graham Askew, University of Leeds)


Выяснилось, что по сравнению с обычно одетым человеком затраты энергии рыцаря в латах при ходьбе выше в 2,1-2,3 раза, а при беге в 1,9 раза.

«Мы обнаружили, что поскольку доспехи распределяют нагрузку по всему телу, человеку требуется гораздо больше энергии, чем понадобилось бы, неси он тот же вес за спиной в рюкзаке», – рассказал ведущий автор исследования доктор Грэм Аскью (Graham N. Askew).


За доспехами и экспертом по ним учёным далеко ходить не пришлось. В Лидсе располагается основная коллекция Королевской оружейной палаты Великобритании
(Royal Armouries) (фото Graham Askew, University of Leeds)


В части воздействия ношения лат на дыхание выяснилось, что вместо глубоких вдохов рыцарь был вынужден частить с мелкими глотками воздуха, что не очень здорово.

Что касается практического применения полученных данных, то британские учёные говорят о пользе исследования для историков, которые разбираются с результатами древних сражений. Впрочем, рыцари, вынужденные носить тяжёлые защитные костюмы, существуют и сегодня – это взрывотехники.

Результаты исследования учёные изложили в статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B.
http://www.membrana.ru/particle/16460