[Родной]

Большинство людей, находящихся в здравом уме, торнадо обычно избегают. А вот небольшая армия ученых, напротив, в течение месяца будет прочесывать Соединенные Штаты в поисках смерча.
Организованная Национальной администрацией по океанам и атмосфере и Национальным научным фондом операция «Вихрь-2» пройдет с 10 мая по 13 июня. Полное название мероприятия — Verification of the Origins of Rotation in Tornadoes EXperiment 2 (VORTEX2).

Пятьдесят исследователей будут экипированы специальным оборудованием (включая мобильные радары), способным точно измерить направление и силу ветра, температуру и влажность, чтобы лучше понимать причины образования торнадо и научиться предсказывать подобные явления.

Смерч (в США его именуют торнадо), возникающий обычно в теплом секторе циклона, чаще перед холодным фронтом, движется в том же направлении, в котором перемещается циклон. Торнадо наиболее часты в центральных областях США. По этой причине исследователи уделят особое внимание югу Южной Дакоты, западу Айовы, востоку Колорадо, Небраске, Канзасу, северному выступу Техаса и западу Оклахомы.

Предыдущая операция «Вихрь» проводилась в центральной части Великих равнин в 1994-1995 годах. Тогда ученым удалось полностью описать жизненный цикл торнадо. Сделано это было впервые.

В новой программе принимает участие огромное количество американских вузов.

[Родной]

Две чашки кофе перед интенсивной тренировкой могут снизить риск возникновения мышечных болей после нагрузок.
Коллектив исследователей во главе с Робертом Мотлом, профессором кинезиологии из Университета Иллинойса в Урбане-Шампэйн (США), выяснил, что молодые мужчины, покрутившие в быстром темпе педали на велотренажере на протяжении часа с одним перерывом, не испытывают болей в мышцах, если перед тренировкой получили дозу кофеина.

Этот чудодейственный эффект наблюдается как у тех спортсменов, кто пьет кофе регулярно, так и у тех, кто обычно с настороженностью относится к кофеиносодержащим продуктам. Таким образом, можно сделать вывод, что при постоянном потреблении кофе у человека не вырабатывается толерантность к болеутоляющему эффекту кофеина.

Теоретически кофеин может уменьшать мышечную боль, блокируя активность химического компонента под названием аденозин. Он является нейротрансмиттером ингибиторного типа, играет важную роль в биохимических процессах, участвует в стимуляции сна и подавлении бодрости и может активировать болевые рецепторы в клетках человеческого тела.

По мнению исследователей, кофеин можно использовать как безопасное средство устранения мышечных болей и в профессиональном спорте, и среди поклонников фитнеса.

Напомним также, что ранее ученые установили, что три-пять чашек кофе в день могут сократить риск развития старческого слабоумия и болезни Альцгеймера на 60-65 процентов. Большую роль в этом играют антиоксиданты, содержащиеся в напитке. Впрочем, к употреблению кофе надо все же относиться с осторожностью, поскольку кофеин может вызывать галлюцинации.

[Родной]

На планете появится первый город, электросеть которого будет полностью питаться от солнечных батарей.
Компания-застройщик Kitson & Partners заключила соглашение с энергетиками из Florida Power & Light на строительство крупнейшей в мире солнечной фотогальванической электростанции мощностью 75 мегаватт во флоридском местечке Бэбкок-Рэнч (округ Шарлотта).

Новое предприятие полностью обеспечит населенный пункт площадью менее 70 кв. км. Все здания коммерческого назначения (общая площадь офисов и предприятий составит свыше 500 тыс. кв. м) и все объекты жилого сектора будут сертифицированы как энергосберегающие. Почти половина городской территории получит статус парков и скверов. Город практически сольется с расположенным неподалеку одноименным заказником.

На электростанции будут трудиться 20 тысяч человек. Естественно, что Бэбкок-Рэнч не сможет потребить всю произведенную энергию.

Компании предполагают, что чистота и энергоэффективность города будущего привлекут в эту местность множество людей, заинтересованных в изучении и развитии новых технологий. Бэбкок-Рэнч будет также снабжен ультраширокополосной сверхбеспроводной мегасвязью. Начало строительства электростанции намечено на конец года. К возведению центра города планируется приступить в середине 2010-го, а первые особняки и офисы будут строиться в конце следующего года.

[Родной]

По данным исследований, шимпанзе — самые близкие родственники человека — при условии нормирования на размеры тела оказываются в среднем в четыре раза сильнее, чем взрослые люди.
Очевидно, что в какой-то степени это несоответствие обусловлено разницей в строении мускулатуры; соответствующие структурные отличия были обнаружены специалистами довольно давно.

Биолога Алана Уокера (Alan Walker) из Университета штата Пенсильвания (США) такое простое объяснение, впрочем, не удовлетворило; ученый считает, что причины «ослабления» человека следует искать в изменении строения нервной системы. В ходе эволюции, поясняет свою мысль г-н Уокер, люди научились управлять двигательными процессами с уникальной точностью, поплатившись за это физической силой.

Гипотеза Алана Уокера базируется на результатах исследований его коллеги Энн Маклэрнон (Ann MacLarnon), которая обнаружила, что спинной мозг шимпанзе (при нормировании на размеры тела) содержит значительно меньший объем серого вещества, чем спинной мозг человека. В сером веществе, напомним, сосредоточены двигательные нейроны — нервные клетки, аксоны которых связаны с мышечными волокнами; большее количество таких нейронов должно соответствовать более совершенной системе контроля мышц. Действительно, добавочные мотонейроны позволяют человеку в определенный момент задействовать лишь малую часть всех мышечных волокон, регулируя прикладываемое усилие по мере необходимости. Шимпанзе, напротив, зачастую «не рассчитывают» (да и не могут рассчитать) силы, растрачивая энергию впустую.

«Именно поэтому обезьяны представляются нам намного более сильными», — пишет г-н Уокер в статье, опубликованной в текущем номере журнала Current Anthropology. В качестве доказательства истинности своей гипотезы ученый приводит известный факт: шимпанзе проявляют себя как прекрасные спринтеры и бойцы, а люди значительно опережают своих ближайших родственников по показателям физической выносливости и могут считаться выдающимися стайерами.

Алан Уокер также высказывает предположение о том, что нервная система человека жестко лимитирует количество одновременно задействованных мышечных волокон; преодолеть такое ограничение можно лишь в состоянии сильнейшего стресса. «Вероятно, этот механизм предотвращает повреждение мышечной системы; у человекообразных обезьян он либо отсутствует вовсе, либо его действие ослаблено», — заключает ученый.

[Родной]

Ниобат серебра AgNbO3 относится к классу керамических диэлектриков, которые используются для производства конденсаторов, фильтров и других базовых элементов устройств беспроводной связи. На практике применимость таких веществ определяется величинами диэлектрической постоянной и коэффициента диэлектрических потерь. Заметим, что в наиболее важном гигагерцовом диапазоне частот только ниобат серебра может обеспечить разработчику достаточно низкий уровень потерь, сопряженный с высоким значением диэлектрической постоянной.
Как показали проведенные ранее исследования, диэлектрические свойства AgNbO3 имеют выраженную температурную зависимость, причем лучше всего материал проявляет себя как раз при температурах, приближенных к комнатной. Конкретные структурные изменения, формирующие эту зависимость, до сих пор оставались загадкой для ученых, поскольку никаких видимых трансформаций кристаллической решетки не происходило. «А все потому, что исследователи пользовались стандартными методиками, которые дают усредненную картину, — говорит Игорь Левин, сотрудник американского Национального института стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology, NIST). — Усреднение не позволяет зарегистрировать наноразмерные изменения».

Масштабные исследования, выполненные командой специалистов из NIST в соавторстве с коллегами из других научных центров США и Англии, наконец дали ученым возможность зафиксировать ничтожные отклонения атомов вещества от их изначальных положений, которые и приводят к изменению физических свойств диэлектрика. В своей работе физики объединили сразу несколько методик (образцы подвергались воздействию рентгеновского излучения, пучков нейтронов и электронов).

Обработка полученной информации открыла картину сложного взаимодействия между атомами кислорода, образующими восьмигранные структуры, и атомами ниобия, которые занимают положение в центрах восьмигранников. При высоких температурах атомы ниобия слегка смещаются (однако их усредненное во времени положение не изменяется); когда вещество остывает, сдвигаются уже атомы кислорода, вследствие чего октаэдры немного поворачиваются. В результате этого атомы ниобия оказываются (частично) «блокированы» в смещенной позиции; разупорядочение структуры приводит к изменению диэлектрических свойств.

По мнению исследователей, такие результаты говорят о существовании потенциальной возможности искусственного модифицирования свойств других соединений с целью улучшения их диэлектрических показателей.

[Родной]

Климатические изменения пагубно отражаются на домашних животных. Таков вывод исследователей из французской компании Merial Animal Health, итальянского Университета Милана и британского Университета Бристоля.
Французские специалисты утверждают, что повышение температуры по всей Европе грозит появлением у животных новых инфекционных болезней, переносимых клещами, блохами и комарами. Популяция клещей уже увеличилась, и из-за теплых зим эти паразиты активны круглый год.

Собачьи клещи являются переносчиками такого опасного заболевания, как бабезиоз, в результате которого у животных отказывает печень. Если раньше в Бельгии, Германии, Польше и Нидерландах эта болезнь встречалась довольно редко, то сейчас она стала регулярно поражать четвероногих любимцев. Что же касается иксодовых клещей, то плотность их популяции заметно выросла по всей Европе. Это значит, что лошади и собаки стали больше рисковать подхватить клещевой энцефалит. Обычным явлением может стать и тиф, переносимый кошачьими блохами. Эта болезнь поражает не только кошек, но и собак.

Итальянские ученые обнаружили, что собаки в центральной части Европы стали более подвержены заражению дирофиляриями — круглыми глистами класса нематод; животные «награждаются» ими от комаров. Поскольку летние месяцы становятся с каждым годом все более жаркими, для развития паразитов в организме комара создаются идеальные условия.

А британские исследователи выяснили, что многие собаки, обитающие на юге Соединенного Королевства, являются «резервуарами» лейшманиозов. Эта группа заболеваний вызывается паразитирующими простейшими рода Leishmania, которые передаются человеку через укусы москитов. Если климатические изменения позволят москитам расширить ареалы обитания, в стране могут начаться вспышки этих болезней.

[Родной]

Группе инженеров из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) удалось решить одну из основных прикладных проблем конструирования квантовых компьютеров: ученые продемонстрировали способ перемещения ионов в пространстве с минимальными изменениями их кинетической энергии и сохранением заданного квантового состояния.
Новая ионная ловушка, которая по форме напоминает прямоугольник со сторонами 5 и 2 мм, создана на основе алюминиевых пластин с нанесенными на них 46 золотыми электродами. Они обеспечивают образование 18 зон захвата ионов; уникальность конструкции заключается в перекрестном соединении электродов в области пересечения зон (см. рисунок; в таких областях ионы можно группировать для выполнения логических операций). При подаче напряжения на электроды ионы начинают перемещаться, удерживаемые электрическим полем. Воздействие поля, образуемого перекрестным соединением, позволяет частицам свободно преодолевать область пересечения зон и одновременно ограничивает свободу их передвижения, не допуская вылета.

В процессе тестирования ловушки ученые из NIST выполнили более миллиона экспериментов по перемещению одиночных ионов бериллия и около ста тысяч опытов по перемещению пар ионов. Испытания завершились успешно более чем в 99,99% случаев, причем приращение энергии иона в процессе транспортировки составило всего 10-7 эВ (заметим, что в работах по транспортировке ионов кадмия, результаты которых появились в печати в 2006 году, было достигнуто значение приращения энергии в 1 эВ).

По своим временным характеристикам новая ловушка также превосходит все известные аналоги. На преодоление области пересечения зон уходит около 20 микросекунд, а на перемещение между зонами — от 50 до 100. При этом конструкция ловушки позволяет производить обработку больших объемов «информации», одновременно сохраняя общее число ионов в каждой зоне на приемлемом уровне; манипулирование отдельными ионами в такой конфигурации не приводит к появлению нежелательных эффектов.

[Родной]

Группа ученых из Чанчуньского института прикладной химии, который входит в структуру Академии наук Китая, разработала технологию производства из недорогих органических материалов светодиодов белого свечения, вдвое превосходящих аналогичные модели по яркости.
Как известно, современные светодиоды намного более экономичны, чем лампы накаливания и люминесцентные источники света; их КПД может доходить до 50 процентов. Однако распространение технологии сдерживается сложностью создания светодиодов белого свечения (сконструировать монохроматический источник при этом не составляет труда). Для того чтобы обеспечить естественность освещения, разработчикам приходится либо комбинировать излучение трех источников (белого, синего и красного), либо пропускать излучение через фильтр или слой люминофоров; все это, естественно, отражается на конечной стоимости продукта.

Китайским специалистам удалось найти решение указанной проблемы и сконструировать светодиод белого свечения с одним активным слоем; ученые также показали, что при объединении двух таких устройств их общая эффективность повышается.

Потребительские качества новых светодиодов оценивались путем определения величины индекса цветопередачи. Этот показатель характеризует то, насколько натурально выглядят окружающие предметы в свете конкретного источника. Для измерения величины индекса выбирают 8 тестовых цветов, которые сначала освещаются тестируемым источником, а затем стандартной лампой, имеющей такую же цветовую температуру; чем меньше разница в цветопередаче между тестовыми цветами, тем лучше цветопередача исследуемого источника. По сообщению китайских ученых, созданный ими светодиод показал результат, близкий к 70; такое (или более высокое) значение индекса считается оптимальным для освещения при чтении.

[Родной]

Группа исследователей из США сообщила о регистрации излучения 15 галактик в диапазоне красного смещения от 0,29 до 0,42, высокая светимость которых позволяет отнести их к классу гигантских звездных систем.
Ученых заинтересовала необычно низкая концентрация «тяжелых» (тяжелее гелия) элементов в этих галактиках: согласно современным теориям, такие значения относительного содержания элементов должны соответствовать молодым — по космологическим меркам — объектам.

По расчетам исследователей, возраст изученных ими звездных систем составляет от 3 до 4 миллиардов лет, что соответствует образованию через 9–10 миллиардов лет после Большого взрыва. При этом практически все существующие теории развития галактик утверждают, что появление подобных гигантских объектов высокой светимости должно было произойти гораздо раньше. «Обнаруженные нами сравнительно близко расположенные галактики могут послужить уникальным материалом для изучения начальных и промежуточных стадий формирования», — считает один из авторов исследования Джон Зальцер (John Salzer), представляющий Индианский университет (США).

Открытие стало результатом многолетней работы ученых в рамках проекта KISS (Kitt Peak National Observatory International Spectroscopic Survey, «Международное спектроскопическое исследование на базе Национальной обсерватории Китт-Пик»), участники которого наблюдали в общей сложности около 2 400 галактик. «Нам очень помогли уникальные методики поиска, задействованные в проекте KISS, — отметил г-н Зальцер. — Необычные галактики были отобраны нами единственно возможным способом — по результатам анализа наиболее интенсивных линий испускания в спектре».

«Странности» обнаруженных галактик могут также объясняться тем, что они образовались в результате недавнего слияния двух галактик меньших размеров. В этом случае, действительно, должно наблюдаться снижение концентрации «тяжелых» элементов и кратковременное повышение светимости, вызванное интенсивным звездообразованием. Авторы исследования планируют в ближайшее время отправить запрос на проведение наблюдений галактик с помощью телескопа «Хаббл» и выяснить, могли ли они образоваться в процессе слияния.

[Родной]

Исследователи из Гарвардской школы технических и прикладных наук (США) в сотрудничестве со специалистами компании Hamamatsu Photonics (Япония) представили первую в мире модель лазера, направление поляризации излучения которого можно задавать без использования внешних оптических систем.
«Новизна нашего подхода в том, что направление поляризации изменяется путем размещения дифракционных элементов непосредственно на излучающей поверхности лазера; это позволяет обойтись без громоздких и дорогих оптических устройств, — объясняет один из авторов исследования Федерико Капассо (Federico Capasso). — Такой метод обеспечивает контроль поляризации излучения в широком спектральном диапазоне (от радиоизлучения до терагерцовой области) для полупроводниковых и других твердотельных лазеров».

В экспериментах исследователей был использован лазер с квантовым каскадом, работавший на длине волны в 10 мкм. Ученым удалось добиться изменения направления линейной поляризации излучения, а также обеспечить суперпозицию линейной и правой круговой поляризации. Заметим, что авторы работы уже оформили заявку на получение патента на изобретение.