Кога глувците ќе поминат добро

24.01.2025 01:37
Кога глувците ќе поминат добро

Секоја година, пред нејзиното завршување, се составуваат листи на различни човечки активности. Така и списанието Physics World ја објави својата листа на најзначајни достигнувања во физиката за 2024-тата година. Можеби некој нема да биде сосема задоволен од изборот, но оваа листа е составена од група високо квалификувани уредници, па овие откритија секако ќе бидат на врвот на секој друг избор. Но да видиме што тие избраа и претставија во текстот потпишан од Хамиш Џонстон. Редоследот на достигнувањата не е важен, бидејќи се избрани откритија од различни области на физиката.

Можеби сте забележале дека кога станува збор за некој можен напредок во медицината, најпрвин се користат лабораториски глувци. Но, во достигнувањето на групата од Универзитетот Стенфорд, глувците поминале релативно добро. Имено, истражувачите ја обоиле кожата на абдоменот, екстремитетите и черепите на глувците со жолта синтетичка боја тартразин, која се користи во прехранбената индустрија. Се покажало дека третираната кожа станала транспарентна, што овозможило директен поглед на внатрешните органи на глушецот без хируршка интервенција. Фасцинантно е тоа што можело да се следи циркулацијата на крвта во мозокот на глувците, како и фината структура на мускулите во екстремитетите. Кога бојата ќе се измие, кожата повторно станува непроѕирна за светлината. Како бојата предизвикува транспарентност? Тартразинот моќно ги апсорбира блиската ултравиолетова и сината светлина, која најмногу се распространува кога поминува низ кожата и така го оневозможува погледот низ неа. Другиот дел од видливиот спектар има поголеми бранови должини и многу помалку се распространува на кожното ткиво.

Сите знаеме дека материјата се состои од атоми, а атомите од јадро (со протони и неутрони) и електрони околу него. Меѓутоа, во лабораториски услови е можно да се произведат античестички, кои се исти како честиците, но со спротивен предзнак. Така електронот има античестичка што ја нарекуваме позитрон. Кога тие две честици ќе се сретнат, истовремено исчезнуваат со емисијата на зрачењето. Тоа се нарекува анихилација. Но, ако ги доведеме во поврзана состојба слична на онаа во атомот, тогаш добиваме честичка што ја нарекуваме позитрониум. Во ЦЕРН, во соработка со Аегис, создаваат позитрониуми за да ги истражуваат својствата на антиматеријата. Досега проблемот беше тоа што создадените позитрониуми имале голем опсег на брзини во облакот во кој биле создадени, што во голема мера го отежнувало нивното спектроскопско истражување. Групата во ЦЕРН покажа дека позитрониумите можат да се изладат со ласерско зрачење. Така постигнаа многу подобри резултати во истражувањето на нивните својства. Уште поважно е што тоа овозможува создавање десет до сто пати повеќе антиводород, атом кој се состои од антипрон и позитрон. Исто така, се отвора пат за уште еден тест на стандардниот модел на елементарни честички, како и истражување на влијанието на гравитацијата врз антиматеријата.

Ракот на белите дробови е еден од најчестите и многу опасни карциноми на денешницата. Радиотерапијата, односно зрачењето, е метод кој мошне ефективно ги уништува канцерогените клетки, но за жал, ги уништува и здравите клетки. Успехот на зрачењето многу зависи од дозите, нивниот интензитет и распоредот. Група автори од Велика Британија, САД и Германија успеале да направат компјутерски модел кој на микро и наноскала симулира зрачење на алвеолите, користејќи модел на одредено белодробно ткиво и методот на симулација Монте Карло. Параметрите на симулацијата се дозата на зрачењето и нивниот распоред. За секој сет на параметри се добиваат предвидувања кои клетки ќе бидат уништени. Моделот исто така пресметува какви штети ќе предизвика третманот со зрачење во период од неколку часа, денови, месеци и години. Користејќи постоечки клинички искуства од светската литература, авторите покажаа дека нивните резултати многу добро се совпаѓаат со податоците и дека моделот може да се примени во терапијата.

Веќе пишувавме за графенот и неговите одлични својства. Она што му недостасуваше за целосно да го истисне силициумот во електрониката беше недостатокот на енергетски процеп, што е неопходно за да се контролира дали низ некој електронски склоп ќе тече струја или не. Во сè друго, графенот го надминува силициумот. Накратко, силициумот е полупроводник, а чистиот графен не е. Годинава голема меѓународна група автори направи полупроводнички склоп од графен. Направија и графенски прекинувач кој ги обединува мемориската и логичката функција за кои досега беа потребни два посебни елементи. Авторите го искористиле својството на графенот јаји проводник на електрони и протони, при што протоните се користат за логички операции, а електроните за мемориски битови. Понатаму, создадоа и епиграфен, како што го нарекоа, графен кој слабо спроведува струја. Епиграфенот има енергетски процеп и може да се користи како транзистор. Големата топлинска спроводливост на графенот во однос на силициумот значително ќе го намали загревањето на процесорите и другите електронски склопови.

Кина со успешна и многу комплексна мисија, испратена на темната страна на Месечината, кон крајот на ноември донесе речиси два килограми примероци од месечевата почва. Првичните резултати веќе се објавени и покажуваат дека во примероците се наоѓаат честички базалт и вулкански карпи. Тоа јасно покажува дека на тој дел од Месечината пред околу 2,8 милијарди години постоела вулканска активност. Ќе биде многу интересно да се види што ќе покажат анализите во следните години.

Квантните компјутери користат квантни битови наместо битовите кај класичните компјутери. Класичниот бит има состојба 0 или 1, додека квантниот бит или кубит ги има и тие две состојби но и дополнителна трета, која е суперпозиција на двете состојби. Во комерцијалниот развој на квантните компјутери постојат два проблеми. Првиот е што кубитите мора да се чуваат на температура близу до апсолутната нула, а вториот е што кубитите лесно можат да ја променат состојбата во која треба да бидат. Првиот проблем е решлив, иако решението е енергетски скапо. Вториот е потешко решлив, бидејќи губењето на кубитите во текот на некоја операција сигурно води до грешки. Голем напредок во таа насока направија истражувачите во Google Quantum AI, но и, независно од нив, групи истражувачи од Универзитетот Харвард, МИТ и QuEra Computing. Сите тие работеле на процесорски склоп од 48 кубити. Тие успеале да воведат метод на самокорекција на грешките во процесорот, така што влијанието на грешките паднало под прифатливото ниво. Тоа дефинитивно отвора пат квантните компјутери да се појават како комерцијален производ.

Кога би ви понудиле луксузен автомобил кој чини сто илјади евра за само илјада евра и кога би ви покажале дека потрошувачката на гориво на тој автомобил е помала за половина, сигурен сум дека би биле многу заинтересирани. За истражувачите кои се занимаваат со ласери титаниум:сафир би бил таков луксузен автомобил. Група од Универзитетот Стенфорд успеала да развие ласер титаниум:сафир кој се активира со евтин зелен ласер, чини околу неколку десетици евра, наместо ласерите со голема моќ кои чинеа околу сто илјади евра, кои се користеа досега. Понатаму, успеале да ја прилагодат брановата должина на ласерот титаниум:сафир, како и од него да направат ласерски засилувач. И двата напредоци се први од ваков вид. Нивните резултати ќе овозможат широко користење на овој ласер, како во истражувачките лаборатории така и во индустријата.

Кога светлината паѓа на некој предмет, дел од неа се одбива и доаѓа до нашите очи. Од окото преку очниот нерв светлината претворена во електрични импулси доаѓа до мозокот каде што се обработува и станува слика. Слично се создаваат слики кога во медицината снимаме со компјутерска томографија или користиме слични радиолошки техники. Единствената разлика е што наместо зрачење во видливиот дел на електромагнетниот спектар користиме рентдгенски или гама зраци. Наместо окото има детектори, а наместо мозокот програмски пакети кои сигналите од детекторите ги претвораат во слика. Тој процес на англиски се нарекува imaging, а можеби би можеле да го преведеме како сликање. Меѓутоа, јазикот веќе го расипавме со имиџинг, па нека остане така. Тоа е електромагнетно зрачење составено од квантни честички кои ги нарекуваме фотони. Два фотони можат да се врзат така што, без оглед на тоа колку се далеку еден од друг, веднаш ќе почувствуваат промена на кој било од нив. Тоа својство, кое се нарекува поврзување, сега е искористено за да се подобрат и унапредат техниките на имиџингот. Тоа успеаја да го направат научниците од Сорбона во Франција. Тие го искористиле својството на поврзувањето за да ја претворат сликата во зрак светлина. Притоа, сликата може да се види само од камера која фаќа поединечни фотони. Значи, сликата нема да ја види никој освен набљудувачот со таква камера. Покажаа и дека со оваа техника значително се зголемува резолуцијата на сликата во споредба со конвенционалните микроскопии. Првиот чекор кон квантната микроскопија е веќе направен, но патот е долг.

Доколку треба да го изберам најинтересното достигнување од оваа листа, тоа би бил графенскиот транзистор. Веројатно зашто и самата сум била активен истражувач на графенот во Институтот за физика во Загреб. И денес, такви и слични истражувања во областа на физиката на кондензираната материја и ласерската физика се спроведуваат во тој институт. Благодарение на врвната опрема и опширната меѓународна соработка, соработниците на институтот спроведуваат истражувања на највисоко ниво и објавуваат трудови во списанија со највисок углед.

Слики: James Lipnickas

Извор: https://www.portalnovosti.com/