10 самых интересных научных исследований года

Самая сверхсветовая

Сто лет назад Альберт Эйнштейн выдвинул специальную теорию относительности, которую никто не опроверг до сегодняшнего дня. Если верить гениальному физику, ничто во Вселенной не может превышать скорость света (приблизительно 300 тыс. км/с). Но в сентябре 2011-го группа ученых из Европейского центра ядерных исследований (CERN) поставила под сомнение основы современной теоретической физики. В своих экспериментах они обнаружили, что элементарные частицы нейтрино двигаются со скоростью, все-таки немного превышающей скорость света. Понимая, что в подобных случаях нельзя спешить с выводами, ученые лишь констатировали факт такого наблюдения. В конце ноября другая группа ученых из той же лаборатории повторила эксперимент, который не подтвердил открытия коллег. Интрига вокруг сверхсветовой скорости будет сохраняться до тех пор, пока эксперимент не будет повторен в других лабораториях США и Японии.

Самая донорская

Шведские хирурги впервые в истории пересадили пациенту искусственно выращенную трахею. Автором операции, которую успели назвать революцией в трансплантологии, является итальянский хирург Паоло Маккиарини. Нечто подобное доктор уже делал раньше. Он брал донорскую трахею, очищал ее от клеток донора, оставляя только коллагеновый каркас, на котором наращивали ткань из клеток реципиента. Преимущество той методики очевидно: иммунная система организма не отторгает новый орган, поскольку его клетки несут родной генотип. Но этот метод не решает проблемы донорских органов, которые особенно трудно найти и подобрать для детей. Для новой операции ученые создали синтетический каркас, в точности повторяющий форму дыхательных путей пациента. Потом его погрузили в «раствор» стволовых клеток пациента, и уже через два дня ученые получили новую трахею, которую успешно пересадили больному, страдающему неоперабельной формой рака. Ожидается, что революционная методика позволит буквально за пару дней выращивать не только трахеи, но также артерии и сердечные клапаны.

Самая сканирующая

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли научились считывать зрительные образы, возникающие в мозге. Причем считывать из самого мозга. Эксперимент выглядел так: с помощью томографа ученые несколько часов подряд сканировали мозг человека, просматривающего голливудские фильмы. Подопытными по очереди были сами ученые. В результате получены данные о том, как различные группы нейронов реагируют на разные зрительные образы. А это позволило ученым, сканируя мозг смотрящего кино человека, также видеть это кино — на экранах своих мониторов, правда, пока еще в плохом качестве. В будущем это позволит увидеть образы, рождающиеся в мозге парализованного человека или находящегося в коме, или человека с психическим расстройством. А богатые чудаки смогут выкладывать свои сны или фантазии на YouTube.

Самая марсианская

В конце ноября американское космическое агентство НАСА запустило марсоход Curiosity («Любопытство»), обещающий стать самым масштабным проектом в истории исследования Красной планеты. Что и неудивительно при стоимости проекта в $2,5 млрд. Кстати, программа с участием марсоходов Spirit и Opportunity обошлась в $800 млн. Стоимость самого дорогого научного проекта в мире — Большого адронного коллайдера — более $6 млрд. Задача Curiosity — провести исследования, которые помогут понять, есть ли на Марсе условия для жизни и были ли такие условия в прошлом. Для этого аппарат оснащен сложнейшей аппаратурой общим весом 80 кг — это в десять раз больше, чем у его предшественников — Spirit и Opportunity. Планируется, что новый марсоход проработает на Красной планете один марсианский год — 687 земных суток. Но для успешного выполнения своей миссии Curiosity нужно преодолеть 570 млн км и совершить успешную посадку в августе 2012 года в кратере Гейла. С 1960 года было организовано около 40 экспедиций на Марс, но только треть из них увенчались успехом. Так, незадолго до запуска Curiosity неудачу потерпел российский аппарат «Фобос-Грунт», отправленный к спутнику Марса.

Самый человекоподобный

В этом году японская компания Honda представила новое поколение самого продвинутого человекоподобного робота ASIMO. Его первая модификация появилась на свет в 2000 году. С тех пор ASIMO прошел путь от автомата до автономной машины. Новый ASIMO собирает информацию об окружающей среде с помощью зрительных, слуховых, тактильных сенсоров и строит свое поведение, исходя из этой информации. Теперь робот способен на более сложные движения: он может бежать спиной вперед и прыгать на одной и двух ногах. Руки ASIMO способны к тонким манипуляциям, например, он может открыть бутылку и налить воду в стакан. Новый робот, хотя внешне и очень похож на предшественника, но легче его на 6 кг и весит 48 кг при тех же габаритах.

Самые старые

С помощью спутниковой инфракрасной съемки американские археологи обнаружили в Египте более тысячи ранее неизвестных гробниц, три тысячи древних поселений и 17 новых пирамид. Такой богатый урожай подземных находок стал сюрпризом как для самих участников исследования, так и для египетских властей, скептически относящихся к космической археологии. К всеобщему удивлению первые же раскопки подтвердили находку двух новых пирамид. Инфракрасная съемка с высоты 700 км позволяет находить расположенные под землей объекты размером менее одного метра.

Самый грандиозный

В пустыне Атакама на территории Чили начал работать радиотелескоп ALMA (Atacama Large Milllimetre/Submillimetre Array). Это даже не телескоп, а огромная система из 66 антенн-тарелок, расположенных на площади более 7 тыс. кв. м. ALMA позволяет наблюдать объекты, ранее недосягаемые для глаз ученых. С его помощью ученые намерены изучить формирование планет вокруг других звезд, а также исследовать сверхмассивную черную дыру Saggittarius A в центре нашей Галактики, скрытую от обычных телескопов за облаком пыли. Японские астрономы с помощью ALMA изучают загадочную галактику Himiko, в которой ежегодно рождаются до 100 новых звезд, в то время когда в ее окрестностях ничего подобного не происходит. В грандиозном проекте XXI века участвуют обсерватории и астрономические союзы из Европы, Америки и Японии.

Самая загадочная

Французские астрономы нашли экзопланету, на которой есть условия для жизни. Gliese 581d — планета, находящаяся за пределами нашей Солнечной системы, — была открыта еще в 2007 году, но только в 2011-м результаты компьютерного моделирования показали, что на ней могут быть океаны, облака и осадки. Диаметр планеты вдвое больше, чем у Земли, а масса — в шесть раз. Поскольку Gliese 581d находится относительно недалеко (на расстоянии 20 световых лет от нас), есть надежда, что будущие поколения астрономов смогут наблюдать за ней с помощью более совершенных приборов. Еще 25 лет тому не было доказательств существования планет за пределами нашей солнечной системы. А сегодня таких объектов найдено более 700 и еще тысячи предполагаемых ждут подтверждения. Согласно теоретическим расчетам, в нашей Галактике может находиться 50 млрд планет.

Самый мощный

Японская компания Fujitsu создала самый мощный в мире компьютер, получивший название K computer. Приставка «K» происходит от японского «кэй», означающего в данном случае, что его производительность превышает 10 петафлопс. Пиковая мощность K computer составляет 11,28 квадриллиона операций в секунду (квадриллион — это 1015 или миллион миллиардов). До этого рекорд мощности принадлежал китайскому суперкомпьютеру Tianhe-1A (2,57 петафлопс), занимающему сегодня вторую строчку мирового рейтинга. На третьем месте находится американский Cray Jaguar с мощностью 1,38 петафлопс. Ожидается, что в 2012 году компания IBM запустит в работу суперкомпьютер Sequoia мощностью 20 петафлопс. По мнению некоторых ученых, растущая мощность компьютеров позволит в обозримом будущем превзойти вычислительные способности человеческого мозга и создать искусственный интеллект, превосходящий интеллект человека.

Самый легкий

Группа американских ученых создала уникальный сверхлегкий материал, состоящий из тончайших металлических трубочек. Стенки таких трубочек в тысячу раз тоньше диаметра человеческого волоса. Поскольку материал на 99,99% состоит из воздуха, то он в сто раз легче пенопласта и более чем в тысячу раз легче воды — один кубический сантиметр весит всего 0,9 миллиграмма. Благодаря упорядоченной структуре микротрубочек материал обладает уникальными механическими свойствами. Если его сжать в два раза, то после снятия нагрузки он восстановится на 98%. При этом его прочность несколько снизится, но при следующих деформациях она практически не меняется. Предполагается, что новый материал будет применяться для создания аккумуляторных батарей, а также в различных амортизационных устройствах — там, где нужно поглощать удары и вибрацию.

Эта статья – одна из многих, вошедших в первый номер электронных «Контрактов»

Скачайте полную версию электронного номера и читайте больше