Новости науки

Источник

Принципиальная схема дифракционного рентгеновского микроскопа American Physical Society

Корейские физики впервые получили изображение живой полноразмерной клетки методом рентгеновской дифракционной микроскопии (CDI). Статья с описанием работыопубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводит сайт исследовательского центра RIKEN.

Клетку, предназначенную для получения эксперимента, авторы зажимали в растворе между двух стекол и просвечивали когерентными рентгеновскими лучами. Изображение формировалось без использования линз - путем анализа светового дифракционного поля.

Фиксация между стекол помогала надежно закрепить объект. Кроме того, благодаря использованию плоских стекол равномерный слой жидкости не создавал заметного дифракционного сигнала и не мешал получению изображения.

Новый метод объединяет преимущества двух разновидностей традиционной микроскопии. Как и электронный микроскоп, CDI-микроскоп обладает крайне высокой разрешающей способностью - до 25 нанометров. При этом он, как и световой микроскоп, позволяет наблюдать за живыми клетками, не разрушая их, и может записывать динамические молекулярные процессы.

Ранее другой группе физиков путем отказа от фокусирующих линз и перехода на анализ дифракционного поля удалось принципиально повысить разрешение электронной микроскопии. Новый метод микроскопии получил название электронной птихрографии. 

Изображение: www.nature.com Источник

Этот комбинированный снимок галактики иллюстрирует, как мощная гравитация сверхмассивной чёрной дыры позволяет ей накопить достаточное количество энергии для создания высокоэнергетических струй, или джетов. Этот снимок состоит из рентгеновских данных, полученных космической обсерваторией НАСА Chandra X-ray Observatory (голубой цвет), видимого света, собранного космическим телескопом «Хаббл» (золотой) и информации, полученной в радиодиапазоне телескопом Национального научного фонда США Very Large Array (розовый).

Этот вид демонстрирует 4C+29.30, галактику, расположенную на расстоянии почти в 850 миллионов световых лет от нас. Радиоизлучение идёт от двух джетов, состоящих из частиц, разогнанных до скоростей в миллионы километров в час, которые удаляются от сверхмассивной чёрной дыры, лежащей в центре галактики. Примерная масса этой чёрной дыры, по оценкам учёных, составляет примерно 100 миллионов солнечных масс. Концы джетов указывают на более обширные зоны радиоизлучения, расположенные за пределами этой галактики.

Рентгеновские данные демонстрируют другой аспект этой галактики, позволяя отследить местонахождение горячего газа. Яркое рентгеновское свечение в центральной области снимка указывает на бассейн газа, раскалённого до нескольких миллионов градусов Цельсия, который окружает центральную чёрную дыру.

Источник

31 мая 2013 г. астероид 1998 QE2, диаметр которого составляет примерно 2,7 километра, неторопливо проплывёт мимо Земли, подойдя к нашей планете не ближе, чем на 5,8 миллиона километров — что составляет примерно 15 расстояний от Земли до Луны. И хотя QE2 не является объектом интереса для астрономов и учёных, следящих за потенциально опасными астероидами, но он может заинтересовать тех, кто увлекается радарной астрономией и имеет радарный телескоп диаметром 70 метров — или больше — в своём распоряжении.

Ближайший подход астероида к Земле произойдёт 31 мая в 20:59 UTC. Это прохождение 1998 QE2 мимо нашей планеты станет самым близким прохождением мимо нас этого астероида по крайней мере на ближайшие два столетия. Астероид 1998 QE2 был открыт 19 августа 1998 г. учёными программы Lincoln Near Earth Asteroid Research (LINEAR) из Массачусетского технологического института, США.

Радарные снимки, которые будут делаться при помощи антенны Goldstone, смогут продемонстрировать учёным образования на поверхности астероида диаметром менее 3,75 метра даже с расстояния в несколько миллионов километров.

Источник

Команда учёных из Канады и США обнаружила древние залежи воды, которые были изолированы глубоко под Землёй на протяжении миллиардов лет и в которых содержатся широко распространённые химические вещества, способные поддерживать существование биологической жизни.

Эта вода может стать одним из древнейших образцов воды на нашей планете и может даже содержать в себе микробную жизнь. Схожесть между образцами горной породы, в которой была заключена эта вода, и типичными образцами марсианских горных пород увеличивает шансы на то, что близкая по составу вода может быть погребена глубоко под поверхностью Красной планеты.

Исследователи проанализировали образцы воды, полученные из скважин, расположенных в 2,4 км от Онтарио, Канада, и обнаружили в них присутствие в значительных количествах растворённых газов, таких как водород, метан, а также гелий, неон, аргон и ксенон. Водород и метан могли стать источником энергии для древних микробов, говорят учёные.

Источник

Новое окно в природу вселенной может стать возможным с устройством, предложенным американскими учеными. Исследователи из университета Невады в Рено и Стэнфордского университета придумали, как выявлять неуловимые гравитационные волны с другого конца вселенной. Работа, описывающая устройство и процесс, опубликована в издании Physical Review Letters.   «Гравитационные волны представляют собой одну из недостающих частей теории общей относительности Эйнштейна», сообщил доцент Эндрю Джерачи (на фото). „Хотя во всем мире уже предпринимаются усилия по писку гравитационных волн, наш метод может стать дополнительным подходом с большей чувствительностью в значительно меньшем устройстве. Наш детектор является комплементарным для существующих детекторов гравитационных волн, поскольку он более чувствителен к более высокочастотным источникам, а потому позволяет принимать сигналы, которые другие детекторы могут пропускать“. Джерачи с коллегой, постдоком Асиминой Арванитаки, предлагают использовать маленький настраиваемый сенсор с лазерным охлаждением, который „плавает“ в оптической впадине, а потому на него не действует трение. В настоящее время исследователи ищут финансирование для создания прототипа высокочувствительного детектора.

Источник

Ученые из Университета Вандербильта вместе со швейцарскими коллегами создали в самую маленькую каплю жидкости из когда-либо созданных в лаборатории.

Исследователи воспользовались результатами столкновения протонов с ионами свинца на скорости, близкой к скорости света — по расчетам ученых, возникшие капли оказались размером с одну стотысячную размера атома водорода — это примерно одна 100-миллионная от размера вируса.

«Вне зависимости от материалов, которые мы использовали, столкновение должны было быть столь сильным, чтобы произвести около 50 субатомных частиц, чтобы мы начали видеть коллективное потоко-подобное поведение таких капель», — рассказала Юлия Велковска, одна из авторов эксперимента.

По ее словам, эти крошечные капельки схожи по поведению с поведением кварк-глюонной плазмы — то есть состояния вещества, которое является смесью из субатомных частиц. Космологи предполагают, что вся Вселенная когда-то состояла из этого «эликсира» доли секунды после Большого взрыва, когда условия были значительно горячее и плотнее, чем они являются сегодня.

Ученые пытаются воссоздать кварк-глюонную плазму с начала 2000-хгодов путем столкновения ядер золота в Брукхейвенской национальной лаборатории. И это удалось сделать — в 2005 году. В феврале 2010 года там же была получена температура плазмы в 4 триллиона градусов Цельсия. Максимальную температуру — свыше 10 триллионов градусов — получили в ноябре 2010 года на БАК, передает журнал Science Daily.

«Протон-свинцовые столкновения являются чем-то подобным со стрельбой пулей по яблокам, когда те разлетаются на кусочки. Так вот, когда пуля проходит сквозь яблоко, выделяется достаточно энергии чтобы оплавить некоторые частицы, окружавшие пулевое отверстие. Также было и в этом случае», — рассказала исследовательница.

Источник

Мощные ветра на Уране и Нептуне, вероятно, ограничены на обеих планетах пределами тонких атмосферных слоёв, определили исследователи.

На гигантских планетах внешней Солнечной системы, таких как Уран и Нептун, господствуют ветра, которые могут достигать сверхзвуковых скоростей и формировать потоки, в 10 — 15 раз более мощные, чем те, которые обнаруживаются на Земле, судя по снимкам облаков, бегущих по дискам этих планет. Однако о том, насколько глубоко простираются эти ветра в атмосферах планет, до настоящего времени было известно совсем немного.

В ходе проведения нового исследования группа планетологов из Израиля установила, что ветра на Уране и Нептуне дуют в относительно тонких атмосферных слоях, толщина которых составляет не более 1000 километров на каждой из планет. Для сравнения, диаметр Нептуна составляет примерно 49250 километров, а диаметр Урана — около 50700 километров.

Эти находки могут также помочь пролить свет на природу загадочных ветров: они свидетельствуют в пользу одной из популярных гипотез, согласно которой эти ветра рождаются в неглубоко лежащих атмосферных слоях, говорят исследователи.

Источник

Ученые получили снимок газопылевого облака в созвездии Ориона, в котором зарождаются новые звезды. Оказалось, что это облако напоминает «огненную ленту».

Описание снимков было опубликовано немецкими специалистами из Института астрономии Общества Макса Планка в журнале The Astrophysical Journal.

Протяженность газопылевого облака, расположенного в созвездии Ориона, составляет несколько сот световых лет. Оно состоит из горячих молодых звезд и холодных частичек пыли, чья температура на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля. Эти частички испускают длинноволновое излучение в субмиллиметровом диапазоне и поэтому не различимы в видимом свете.

Авторы работы сфотографировали облако при помощи камеры LABOCA радиотелескопа APEX, который расположен в чилийском высокогорье. Ученые разглядели в облаке 15 объектов, испускающих более коротковолновое излучение. По их мнению, это недавно возникшие протозвезды, которые относятся к самым молодым из когда-либо обнаруженных объектов такого типа.

Необычная лентовидная форма газопылевого облака объясняется взаимодействием сил гравитации и звездного ветра. Как отмечают ученые, потоки газа, испускаемые звездами, закручиваются под действием их гравитационного поля, образуя изгибы и пузыри.

Напомним, что недавно астрономы открыли горячие пятна на поверхности Бетельгейзе, красного гиганта из созвездия Ориона.

Источник

Дейл Фрейл, директор массива радиотелескопов Very Large Array (VLA), расположенной в Нью Мексико, США, недавно услышал про отчёт об обнаружении продолжительной рентгеновской вспышки, исходящей из центра Млечного пути, в котором расположена гигантская чёрная дыра Стрелец А* — появившийся в научном журнале в прошлом месяце. Авторы статьи предполагали, что эта вспышка может быть признаком того, что газовое облако, за которым ими уже давно ведётся наблюдение, начало своё неотвратимое приближение к чёрной дыре.

Фрейл отнёсся к сообщению скептически и решил его проверить. Он навёл тарелки VLA на центр Млечного пути, но… ничего не увидел.

Вскоре последовала развязка этой истории: наблюдения, проведённые другими телескопами, позволили установить, что виновником вспышки был магнетар, тип пульсара — вращающейся нейтронной звезды — с крайне мощным магнитным полем.

Ценность этой находки состоит в первую очередь в том, что регулярные пульсации магнетара могут быть использованы для проверки общей теории относительности Эйнштейна, согласно которой пространство-время вокруг гигантских чёрных дыр сильно искажено.

Источник

На первый взгляд планета Меркурий поразительно похожа на нашу Луну. Действительно, поверхности обоих объектов обильно испещрены кратерами, на обоих отсутствует атмосфера и близ полюсов скрыты подземные залежи льда… однако на этом сходство заканчивается. Вдобавок к тому, что он значительно отличается по химическому составу от Луны, Меркурий может похвастать такими поверхностными формами рельефа, которые вы никогда не встретите на поверхности Луны — и даже где-либо ещё в Солнечной системе.

Снимок, представленный выше, является частью 11-цветного снимка, полученного космическим аппаратом MESSENGER 25 апреля 2013 г. и демонстрирует разнообразные типы местности, обнаруженные внутри 97-километрового кратера Тьягараджа, расположенного близ экватора Меркурия.

Красный, голубой, зелёный и оранжевый — эти цвета соответствуют слоям поверхности планеты с различным химическим составом. А яркие пятна, расположенные внутри кратера, представляют собой интересные образования, называемые «впадинами», которые нельзя найти нигде, кроме как на Меркурии, и причиной возникновения которых, вероятно, послужило взаимодействие планеты с солнечным ветром.
Источник

Исследования, проведённые при помощи массива радиотелескопов "PAPER", одного из научных инструментов мирового уровня, находящегося в южноафриканской обсерватории Karoo Radio Astronomy Reserve, предоставили учёным уникальные научные данные и подробные космические снимки, благодаря которым было опубликовано немало статей в самых серьёзных астрономических журналах.

Основной целью инструмента PAPER (Precision Array to Probe the Epoch of Reionization) является измерение излучения, которое шло от нейтрального газа и пронизывало всю Вселенную ещё до того, как начали формироваться галактики и чёрные дыры. Эта так называемая «эпоха реионизации» является последней границей наблюдаемой Вселенной. Недавние наблюдения, проведённые при помощи телескопа PAPER, были использованы для наложения первых интересных с физической точки зрения ограничений на лучи, которые были испущены нейтральным водородом на протяжении этой ключевой эпохи формирования Вселенной.

Помимо космологических исследований, инструмент PAPER позволяет делать беспрецедентные снимки галактик в радиодиапазоне, подобные представленному выше, на котором видна гигантская структура протяжённостью в 200 килопарсек, расположенная в галактике Центавр A.

Источник

Под голубое небо, к зеленеющей траве и тёплой погоде вернулась с Международной космической станции команда экспедиции МКС-35, состоящая из канадского астронавта Криса Хадфилда, российского космонавта Романа Романенко и астронавта НАСА Томаса Маршбёрна. Члены экипажа провели на станции в общей сложности более пяти месяцев.

Космический аппарат «Союз ТМА-07М» приземлился точно в выбранном месте в степях Казахстана в 2:31 GMT 14 мая. «Союз» отчалил от МКС в понедельник.

Члены команды улыбались и поднимали вверх большие пальцы, после того как их извлекли из капсулы «Союз», которая приземлилась в вертикальном положении, но затем завалилась на бок. Хадфилд и Маршбёрн скоро направятся в Космический центр Джонсона, расположенный в Хьюстоне, США, а Романенко — в Звёздный городок.

Команда 35-й экспедиции всего провела в космосе 146 дней, из которых 144 дня были проведены на МКС. Находясь на борту станции, космонавты совершили 2336 витков по орбите вокруг планеты и «накрутили» в общей сложности 100 миллионов километров пути.

Источник

Британские физики разработали первый одноэлектронный насос на основе квантовой точки, выполненной из графена. Установка, собранная группой ученых из Национальной физической лаборатории (NPL) и Кембриджского университета, описана в статье в Nature Nanotechnology. Обзор публикации приводит Phys.org.

Впервые о возможном использовании графена для уточнения физических величин, применяя квантовый эффект Холла, стало известно в 2011 году. Это произошло через год после того, как выходцы из России Константин Новоселов и Андрей Гейм получили Нобелевскую премию за открытие нового материала, который они впервые получили в лабораторных условиях в 2004 году. 
Источник

Обнаружение далёких планет — довольно непростая задача, так как они представляют собой тусклые объекты небольшого размера, расположенные близко к своим родительским звёздам. Две наиболее эффективных методики для их поиска — это метод радиальных скоростей (поиск покачивающихся звёзд) и метод транзитов (поиск мерцающих звёзд). Однако команда учёных из Тель-Авивского университета и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики недавно открыла экзопланету, используя для этого новый метод, который опирается на специальную теорию относительности Эйнштейна.

Суть нового метода состоит в наблюдении трёх эффектов, которые проявляются при обращении планеты вокруг звезды. Один из них — “Эффект излучения” (beaming effect) Эйнштейна — заставляет звезду казаться ярче, когда она приближается к нам под действием гравитации планеты, и тусклее — когда звезда отдаляется от нас. Возрастание яркости связано с «накоплением» фотонами энергии, а также с фокусировкой света в направлении движения звезды, обусловленным релятивистскими эффектами.

«Планета Эйнштейна», официально известная как Kepler-76b, представляет собой горячий юпитер, который обращается вокруг своей звезды с орбитальным периодом в 1,5 дня. Диаметр планеты на 25 процентов больше диаметра Юпитера, а масса больше массы гиганта из Солнечной системы в два раза. Она обращается вокруг звезды спектрального класса F, расположенной на расстоянии в 2000 световых лет от нас в созвездии Лебедя.

Источник

Хотя мы ежедневно и ежечасно следим за Красной планетой при помощи полчищ наших орбитальных аппаратов, роверов и космических телескопов в поисках неуловимых следов жизни или выбирая места для будущих марсианских экспедиций, но это не означает, что изучение Красной планеты не подбрасывает нам сюрпризов. Скорее, наоборот.

Камера High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), установленная на борту орбитального марсианского аппарата НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) сделала недавно этот снимок южной части региона Acidalia Planitia, равнины, расположенной в северном полушарии планеты.

Эти неправильные впадины с неестественно выпирающими краями не являются ударными кратерами, и они также не могли быть созданы в результате действия ветра, так как внутри воронок были обнаружены крупные валуны, которые не могли быть подняты в воздух ветрами, дующими в разреженной марсианской атмосфере.

Вместо этого, учёные склоняются к версии, согласно которой эти образования могут иметь наносную природу: считается, что раньше в области Acidalia Planitia существовал гигантский океан.

И тем не менее, на настоящий момент все версии, выдвигаемые учёными — лишь предположения. Для их проверки требуется взглянуть на загадочные структуры с более близкого расстояния.

Источник

Группе физиков из британской Национальной физической лаборатории (NPL) и Кембриджского университета удалось разработать и собрать первый одноэлектронный насос на основе квантовой точки, выполненной из графена, передаёт Lenta.ru со ссылкой на журнал Nature Nanotechnology.

Одноэлектронный насос – микроэлектронное устройство, которое за один цикл своей работы подаёт на выход ровно один электрон. Скорость работы нового прибора составляет миллиард циклов в секунду. Это в тысячу раз превосходит показатели электронных насосов на базе алюминиевых проводников. Графеновое устройство обладает достаточной производительностью, чтобы определять эталонную величину силы тока в зависимости от заряда электрона.

Использование однослойного двумерного углерода (графена) в качестве квантовой точки (полупроводника малой длины, обладающего квантовыми свойствами) впервые позволило создать стабильный одноэлектронный насос.

Задача переопределения четырёх основных единиц системы СИ – ампера, моля, кельвина и килограмма – через фундаментальные константы была поставлена на Генеральной конференции по мерам и весам осенью 2011 года. В настоящее время сила тока определяется через взаимодействие между бесконечно длинными проводниками в вакууме. О возможном использовании графена для уточнения физических величин стало известно в 2011 году, через год после того, как выходцы из России Константин Новосёлов иАндрей Гейм получили Нобелевскую премию за открытие нового материала.

Источник

Квантовые точки — это крошечные нанокристаллы с экстраординарными оптическими и электрическими свойствами, с потенциальным применением в производстве краски, биосканировании и выработке солнечной энергии. Ученые из Иллинойсского университета в Чикаго разработали способ точного введения четырех ионов меди в каждую квантовую точку. Процесс введения «гостевых» ионов под названием легирование открывает возможности для точной настройки оптических свойств квантовых точек и производства удивительных цветов.   „Когда кристальность совершенна, квантовые точки ведут себя неожиданным образом — они становятся лучшей в мире краской“, сказал доцент Престон Сни. Результаты исследования опубликованы в издании ACS Nano. При этом процесс введения гостевых ионов в кристаллическую решетку может оказаться непростым. Важно контролировать число ионов в каждой квантовой точке. Просто сосредоточение на среднем числе гостевых ионов не приведет к появлению квантовых точек с идеальными электрическими и оптическими свойствами.

Источник