Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016 » E-news.su Срочные и актуальные новости Новороссии, России, Украины, Мира, политика, аналитика
ЧАТ

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016

18:43 / 04.12.2016
1 605
1
Применение углеродных нанотрубок позволило создать гибкий и портативный сканер, работающий в терагерцовом диапазоне

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
терагерцовый сканер

Лучи терагерцового излучения, которые находятся между инфракрасным и микроволновым диапазонами электромагнитного спектра, могут проходить через множество различных материалов, не повреждая их при этом в отличие от других видов проникающего излучения, рентгена, к примеру. Благодаря этой особенности, камеры терагерцового диапазона обладают большим потенциалом для их использования в системах безопасности, в дефектоскопии, в аналитической химии и во многих других областях. Однако, обычно излучатели и датчики терагерцового излучения изготавливаются на базе некоторых видов полупроводниковых материалов из-за чего они являются негибкими и имеют достаточно большие габариты. Но группа ученых из Японии обнаружила новый способ создания и детектирования волн терагерцового излучения и на базе этого создала гибкий и портативный сканер, который можно приложить к любой искривленной поверхности, в том числе и поверхности человеческого тела.

"В обычных технологиях формирования изображений при помощи терагерцового излучения используются твердые материалы. Поэтому такие сканеры лучше всего работают, будучи приложенными к плоским поверхностям" - рассказывает Иукио Кавано (Yukio Kawano), ученый из Токийского технологического института (Tokyo Institute of Technology), - "Из-за этого, рассматривая реальные образцы со сложной поверхностью, люди сталкиваются с некоторыми трудностями. К примеру, датчики на контрольно-пропускных пунктах на границах и в аэропортах должны охватывать все 360 градусов вокруг тела человека. Это делает такие системы дорогостоящими, громоздкими и массивными".

Иукио Кавано и группа его коллег разработали новое гибкое устройство съемки в терагерцовом диапазоне в основе которого лежат тонкопленочные элементы, изготовленные из углеродных нанотрубок, формы кристаллической решетки углерода одноатомной толщины, сформированной в виде полой трубы, диаметром всего в несколько нанометров. Уникальные электронные свойства нанотрубок позволяют приемно-передающему тракту этого сканера работать в достаточно широком диапазоне, охватывая частоты от 0.14 до 39 терагерц. И все это, по сути, является первой в мире гибкой терагерцовой камерой.

Испытывая возможности своего гибкого терагерцового сканера, японские исследователи смогли увидеть некоторые скрытые объекты, включая металлические скрепки, лежащие под листами бумаги или под листами металлической фольги, пластинки жевательной резинки, находящиеся внутри упаковки. Кроме этого, они смогли идентифицировать примеси некоторых металлов в пластике, из которого изготовлена бутылка для воды, и дефекты в виде микротрещин в некоторых изделиях.

Кроме этого, чувствительность приемного тракта сканера столь высока, что он может фиксировать терагерцовое излучение, испускаемое некоторыми объектами, к примеру, телом человека, естественным образом. "Терагерцовая съемка, не требующая использования внешних источников излучения, является весьма востребованной технологией для многих областей, включая медицину и биологию" - рассказывает Иукио Кавано, - "При помощи такой технологии можно будет увидеть наличие злокачественных клеток и рассмотреть структуру даже самых мельчайших элементов органов человеческого тела, включая и зубы".

В ближайшем времени японские ученые планируют объединить приемно-излучающее устройство их сканера с электронными схемами обработки сигналов, устройство радиосвязи и другие узлы, которые будут оформлены в виде однокристального чипа. И такие чипы могут стать основой терагерцовых систем, которые могут выпускаться серийно и стать доступными каждому нуждающемуся в них человеку.

Источник

Ученые обнаружили "фонтан молодости"

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
митохондрия клетки

Группа исследователей из Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала новую методику, которая позволяет замедлить или даже полностью повернуть вспять процесс старения. Эта методика позволяет избавить организм от накапливающиеся с возрастом повреждений клеток путем удаления видоизмененных молекул ДНК из митохондрий, маленьких внутриклеточных органоидов, которые вырабатывают большую часть энергии, потребляемой клеткой в процессе ее жизнедеятельности.

В каждой из клеток содержится от сотен до тысяч митохондрий, каждая из которых имеет свою собственную кольцевую молекулу ДНК, в которой заключена информация, необходимая митохондрии для выполнения процесса производства энергии. Эта ДНК, mtDNA, имеет весьма ограниченные способности к самовосстановлению в отличие от ДНК, находящейся в ядре клетки. И это означает, что в клетке со временем может накапливаться достаточно большое количество мутировавшей ДНК. Когда с течением времени количество мутировавшей митохондрической ДНК превышает некоторый предел, клетки теряют свою функциональность или погибают.

Увеличение количества видоизмененной ДНК со временем считается учеными "двигателем" процесса старения и причиной возникновения множества дегенеративных заболеваний, в частности болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, дегенерации мускулатуры и снижения прочности костей. Более того, некоторое количество дефектов митохондрической ДНК передается по наследству, что становится причиной таких заболеваний, как аутизм.

"В результате наших исследований мы пришли к выводам, что если найти способ для уменьшения количества мутировавшей ДНК, то можно замедлить, а то и повернуть назад процесс старения организма" - рассказывает Брюс Хэй (Bruce Hay), профессор биологии из Калифорнийского технологического института.

В качестве подопытного существа исследователи использовали мушку-дрозофилу, в мышцах которой путем генной инженерии в 75 процентов митохондрической ДНК были искусственно введены дефекты, и которая не могла летать после этого из-за недостаточного количества вырабатываемой в клетках энергии. По отношению к этой мушке был использован метод, получивший название митофагия (mitophagy), в результате которого происходит освобождение клетки от митохондрий с дефектной ДНК. В результате такого воздействия количество дефектной ДНК в клетках резко снизилось, с 75 до 5-4 процентов.

"Такое снижение количества видоизмененной ДНК полностью ликвидировало все дефекты метаболизма в клетках, сделав эти клетки снова полностью "молодыми" и способными вырабатывать большое количество энергии" - рассказывает Брюс Хэй, - "И самое интересное в этом деле, что в процессе очищения клетки от дефектной ДНК были использованы только естественные внутриклеточные процессы, некоторые из которых были искусственно нами "подстегнуты"".

После того, как исследователи убедились в том, что нарушения ДНК в митохондриях отвечают за процессы старения и этот процесс можно обратить вспять, они планируют объединиться с исследователями-фармацевтами для того, чтобы разработать лекарственный препарат, обладающий омолаживающим действием на организм. "Используя такие препараты, мы сможем проводить периодическую "генеральную уборку" в нашем организме, удаляя дефектную ДНК из клеток мышечных тканей, нервных тканей и тканей других органов" - рассказывает Брюс Хэй, - "Это позволит человеку сохранить свои интеллектуальные способности, подвижность и здоровье в целом на высоком уровне на протяжении всей его жизни".

Источник

Компания Hitachi создала сверхтонкую безлинзовую камеру

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
безлинзовая камера Hitachi

Специалисты компании Hitachi Ltd разработали новую технологию формирования изображений, которая была воплощена в виде опытного образца тонкой безлинзовой камеры. Такая камера по качеству не может сравниться с камерами с высококачественными объективами, но за счет своей простоты, малых размеров и малой стоимости она может найти применение в потребительских устройствах низшей ценовой категории, стать "глазами" автомобилей, роботов и систем искусственного интеллекта.

В новой камере использован обычный CCD-датчик, поверх которого на удалении одного миллиметра установлена специальная пленка, толщиной в несколько десятков микрон, которая и заменяет собой линзу. Эта пленка имеет особую концентрическую структуру, благодаря которой на поверхности датчика создается череда концентрических светлых и темных кругов вместо обычного изображения. А вся работа по расшифровке оптических данных и составлению конечного изображения переложена на плечи специализированных программных алгоритмов.

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
безлинзовая камера сбоку

Метод, который использовали специалисты компании Hitachi в своей безлинзовой камере, называется методом "муаровой полосы". Такая полоса обычно получается в результате последовательного прохождения света через две пленки, на поверхности или в объеме которых созданы концентрические структуры определенной геометрии. В данном случае информация об изображении скрыта в ориентации, размерах и других параметрах этой муаровой полосы. А собственно изображение может быть восстановлено путем прогона полученных данных через алгоритмы двумерного преобразования Фурье.

На этот раз исследователи компании Hitachi пошли еще дальше, они заменили одну из пленок, ту, которая находится ближе к датчику, программной обработкой получаемых данных. Отсутствие второй пленки потребовало использования дополнительной обработки, назначением которой является восстановление и первоначальное выравнивание муаровой полосы, кривизна которой изменяется в зависимости от расстояния до снимаемого объекта.

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
схема безлинзовой камеры

Интересен тот факт, что, несмотря на столь большое количество различных видов математической обработки получаемых данных, для этого не требуется больших вычислительных мощностей. Это, в свою очередь, было достигнуто за счет использования специализированных и оптимизированных алгоритмов, к примеру, быстрого дискретного двумерного преобразования Фурье. Быстродействие системы обработки данных достаточно даже для того, чтобы можно было отображать на экране в режиме реального видео, полученное новой безлинзовой камерой. И с этой задачей может справиться не только микропроцессор обычного персонального компьютера, но и строенный микрокомпьютер на базе одного из недорогих микроконтроллеров.

Источник

Ученые получили первые доказательства квантовой природы космического вакуума

Новая подборка новостей мира науки и техники 04-12-2016
схема нейтронной звезды

Свет, излученный чрезвычайно плотной нейтронной звездой RX J1856.5-3754, имеющей сильнейшее магнитное поле и расположенной на удалении 400 световых лет от Земли, попав в объектив телескопа Very Large Telescope (VLT) Европейской Южной обсерватории, позволил ученым впервые наблюдать за странным квантовым эффектом, существование которого было теоретически обосновано еще в 1930-х годах. Необычная поляризация "пойманного" света указывает на то, что в космическом пространстве в районе нейтронной звезды возникает квантовый эффект двойного лучепреломления в вакууме (vacuum birefringence), который, в свою очередь, возникает под влиянием магнитного поля нейтронной звезды.

Несмотря на то, что нейтронная звезда RX J1856.5-3754 является одной из самых близких к Земле нейтронных звезд, ее тусклый свет в видимом диапазоне смог быть зарегистрирован только при помощи специализированного инструмента FORS2, который является принадлежностью телескопа VLT, располагающегося в обсерватории Паранал в Чили.

Напомним нашим читателям, что нейтронные звезды - это очень плотные остатки ядер массивных звезд, по крайней мере, в 10 раз более массивных, нежели наше Солнце, которые закончили свой жизненный цикл взрывом сверхновых. Нейтронные звезды обладают магнитным полем, в миллиарды раз более сильным, нежели магнитное поле Солнца, и это магнитное поле влияет даже на пространственно-временной континуум в районе, прилегающем к нейтронной звезде.

Считается, что в нормальных условиях вакуум является абсолютной пустотой, через которую свет проходит, не испытывая никаких внешних воздействий, не преломляясь и не искажаясь любым другим образом. Однако, квантовая электродинамика, один из разделов квантовой теории, описывающая, помимо всего прочего и взаимодействие фотонов света с заряженными частицами, определяет, что вакуум наполнен "виртуальными частицами" которые постоянно и в больших количествах возникают из ниоткуда, существуют очень короткое время и снова исчезают. Сильные магнитные поля могут вмешиваться в этот процесс, изменяя свойства виртуальных частиц, затрагивая время их существования так, что вакуум начинает изменять поляризацию проходящего через него света.

Как и многие аспекты квантовой теории, эффект двойного лучепреломления в вакууме до последнего времени испытывал недостаток в экспериментальных подтверждениях факта его существования. За 80 лет, после публикации своей статьи немецкими физиками Вернером Гейзенбергом (Werner Heisenberg) и Гансом Генрихом Юлером (Hans Heinrich Euler), ученым не удавалось воспроизвести этот эффект даже в лабораторных условиях.

"Этот эффект мог быть обнаружен только в космосе в присутствии сильнейших магнитных полей, таких, как магнитные поля нейтронных звезд" - рассказывает Роберто Туролья (Roberto Turolla), ученый из университета Падуи, Италия, - "Нейтронные звезды - это уникальные космические "лаборатории", используя которые можно изучать самые фундаментальные физические явления и процессы".

В свете от звезды RX J1856.5-3754 ученые обнаружили свет с линейной поляризацией, доля которого в общем потоке составляла приблизительно 16 процентов. Такое большое количество поляризованного света, по мнению ученых, можно объяснить только влиянием эффекта двойного лучепреломления в вакууме. "Высокий уровень линейной поляризации не может быть объяснен при помощи любых из существующих моделей, если не включить в них эффект квантового двойного лучепреломления в вакууме" - пишут исследователи.

"Измерения поляризации света, которые мы планируем провести при помощи телескопов следующего поколения, позволят нам не только более подробно изучить эффект двойного лучепреломления в области нейтронных звезд. Мы надеемся обнаружить и другие эффекты, определяемые квантовой теорией и теорией о квантовой природе вакуума" - пишут исследователи. И первым шагом, который сделают ученые в данном направлении, станут измерения поляризации фотонов рентгеновского диапазона и других диапазонов электромагнитного спектра.

Источник

Новостной сайт E-News.su | E-News.pro. Используя материалы, размещайте обратную ссылку.


Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter (не выделяйте 1 знак)

Не забудь поделиться ссылкой


http://xa-xa.su
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
  1. -1
    Kross
    Журналисты | 2 205 коммент | 23 публикации | 5 декабря 2016 02:50
    По поводу старения. Ученые наконец-то поняли, что создатель за неразумный и не здравый образ жизни постепенно отнимает у нас здоровую ДНК замещая её код на дефектный.. Вот это да... Дело в том, что таблетки будут помогать тем, кто готов и кто достоин исцеления. Система регуляции работает и врядли даст без смертие отребью и не полноценным. Своим собственным трудом над собом можно доказать себе, а значи и богу что ты можешь юыть полноценным.
    Показать
Информация
Комментировать статьи на сайте возможно только в течении 10 дней со дня публикации.