Научные открытия-2022: человечество сделало весомые шаги к познанию Вселенной

Благодаря труду тысяч ученых мир приблизился к созданию бесконечного источника чистой энергии, искусственной крови, лечению паралича, защите Земли от астероидов, пониманию, из каких частиц материи была создана Вселенная.

"Экономическая правда" предлагает вспомнить величайшие научные открытия 2022 года.

Термоядерный реактор создал больше энергии, чем потратил

Ученые, работающие с крупнейшей в мире установкой ядерного синтеза, впервые достигли явления, известного как зажигание: создание ядерной реакции, генерирующей больше энергии, чем потребляет. Это произошло в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций США 5 декабря 2022 года.

В ходе эксперимента 192 лазера направили 2,05 мегаджоуля энергии на не больше горошины золотого цилиндра, содержавшего замороженную гранулу изотопов водорода дейтерия и трития. Импульс энергии лазера разрушил капсулу, достигнув температуры, которая бывает только в звездах и при применении термоядерного оружия.

Изотопы водорода слились в гелий, высвобождая энергию и создавая каскад реакций термоядерного синтеза. Реакция высвободила около 3,15 МДж энергии — на 54% больше, чем пошло на реакцию, и вдвое больше предыдущего рекорда.

Однако результат физиков стал прорывом только в рамках эксперимента. Они перешли за предел "равновесия" к этапу "воспламенения". Однако для применения термоядерной реакции с целью выработки энергии требуется стабильное горение.

Кроме того, их установка не может производить электроэнергию. Она создана только для изучения процесса термоядерного синтеза.

Людям впервые влили выращенную в лаборатории кровь

Производство крови необходимо для создания чрезвычайно редких групп крови, трудно получить традиционным способом. Редкие группы нужны людям, зависящим от регулярных переливаний крови. Если кровь не соответствует группе крови пациента, организм начинает отторгать ее и лечение не приносит результата.

Британский исследовательский проект, объединяющий команды в Бристоле, Кембридже и Лондоне, сосредоточился на разработке технологии выращивания эритроцитов, которые переносят кислород от легких к остальному телу.

Все начинается со сдачи поллитра крови. Магнитные шарики используются для ловли гибких стволовых клеток, способных стать эритроцитами. Полученные клетки стимулируют в лабораторных условиях разделения с целью увеличения их количества. Затем стволовые клетки превращают в эритроциты.

Процесс сотворения крови длится три недели. Начальный пул около полумиллиона стволовых клеток позволяет выработать до 50 млрд эритроцитов. Они фильтруются, чтобы получить около 15 млрд. красных кровяных телец, которые находятся на нужной стадии развития для трансплантации.

Первые два человека уже получили две дозы по 5-10 мл с интервалом в четыре месяца: обычную кровь и выращенную в лаборатории. Кровь была подмечена радиоактивным веществом, которое часто используется в медицинских процедурах. Это позволит ученым увидеть, как долго кровь будет храниться в организме.

Количество подтвержденных экзопланет превысило пять тысяч

К 1990-м годам человечество знало преимущественно планеты, вращающиеся вокруг Солнца. Однако новая серия открытий знаменует научную вершину: ученые подтвердили существование более 5 тыс. планет вне Солнечной системы.

Среди них — маленькие скалистые миры, как Земля, газовые гиганты, во много раз больше Юпитера, «горячие Юпитеры» на близких орбитах вокруг своих звезд.

Если вы можете найти планеты вокруг нейтронной звезды, то планеты должны быть везде. Процесс их производства должен быть очень надежным», – говорит польский и американский астроном Александер Вольщан, автор статьи, в которой 30 лет назад было доказано существование планет вне Солнечной системы.

Тесная связь между химией жизни на Земле и химией во Вселенной свидетельствует, что обнаружение жизни в космосе - вопрос времени, считает он. "Мы неизбежно найдем где-то жизнь, скорее всего, какую-то примитивную", - говорит Вольщан.

Новый материал: легкий, как пластик, прочнее сталь.

Инженеры Массачусетского технологического института разработали сверхтонкий материал: легкий, как пластик, но крепче стали. Этот материал можно использовать в транспортных средствах или в электронике. Он производится с помощью технологии, ранее считавшейся невозможной.

Самый известный пример полимеров – пластмасса. Под микроскопом она смотрится как извилистые нити, одномерные цепи единиц, которые именуются мономерами, но их можно сделать в трехмерных формах с помощью литья под давлением.

Однако заставить полимеры образовывать двумерные листы было сложно. Ученые Массачусетского технологического института разработали метод производства, позволяющий полимерам формировать двумерные листы, сохраняя их прочность.

Команда называет материал 2DPA-1. Хотя он тонок и легок, предел его текучести вдвое больше, чем у стали. Для его деформации требуется в шесть раз больше силы, чем для деформации пуленепробиваемого стекла.

Благодаря таким свойствам 2DPA-1 можно использовать в строительстве, на транспорте, в производстве электронных устройств, например смартфонов.

Имплантат спинного мозга для лечения паралича

Исследователи из Тель-Авивского университета во главе с профессором Талом Двором создали имплантаты человеческого спинного мозга для лечения паралича.

Для проектирования спинного мозга исследователи использовали клетки человека и имплантировали их у животных с хроническим параличом. В 80% тестов было продемонстрировано обновление способности ходить. Такое проектирование имитирует развитие спинного мозга человеческих эмбрионов.

"Наша цель - разработать персонализированные имплантаты спинного мозга, чтобы восстанавливать ткани без риска отторжения имплантата", - говорят ученые.

Дрон-камикадзе DART сменил орбиту астероида Диморф

27 сентября дрон DART врезался в 160-метровый астероид со скоростью 22,5 тыс. км/ч. Таким образом, исследователи NASA решилипроверить , сможет ли человечество изменить траекторию полета потенциально опасного для Земли космического тела.

Удар DART сместил 1 млн кг пыльной породы в космос. Этого достаточно, чтобы заполнить семь железнодорожных вагонов. К такому выводу учёные пришли после изучения данных спутника Light Italian CubeSat для визуализации астероидов.

Выбивание породы изменило курс астероида. В результате время прохождения Диморфа по орбите вокруг родительского астероида Дидимоса сократилось не на несколько минут, как ожидали ученые, а на 32 минуты. Это доказало, что человечество может изменять траекторию полета космических тел.

100 таинственных частиц Х на Большом адронном коллайдере

Открытие было сделано в ходе эксперимента с кварк-глюонной плазмой на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН . Согласно теории, после Большого взрыва именно она за миллионные доли секунды заполнила Вселенную.

Плазма имела температуру триллиона градусов Цельсия и состояла из элементарных частиц: кварков и глюонов. За короткое время эта плазма остыла и из ее частиц образовались протоны и нейтроны.

Теория предполагала появление и других частиц, в частности частиц Х. Чтобы проверить эту теорию, ученые создали в коллайдере кварко-глюонную плазму, сталкиваясь на огромной скорости ионы свинца.

Эти столкновения породили десятки тысяч разных частиц. Чтобы поймать Х-частицы, ученые разработали специальный алгоритм для распознавания закономерностей, присущих распаду Х-частиц. В результате исследователи обнаружили 100 таких частиц. Теперь они должны узнать, из чего они состоят.

“В ближайшие годы у нас будет больше данных. Мы узнаем, какие частицы производила Вселенная в начале своего существования», — говорят ученые.

Геном человека расшифровали через пять часов

Геном расшифровывают, чтобы определить, является ли болезнь пациента генетической. Обычно для получения результатов требуются недели. Новаябыстрая технология позволяет расшифровать геном человека и диагностировать генетические заболевания через несколько часов. Благодаря этому она попала в книгу рекордов Гиннесса.

Вся информация об организме содержится в его геноме. Сравнивая геном пациента с контрольным список мутаций ДНК, связанных с определенными наследственными заболеваниями, врачи могут диагностировать таинственные болезни.

Первые растения, выращенные в лунной почве

В мае 2022 года ученые из Университета Флориды впервые в истории человечества успешно вырастили растения в почве с Луны. 12 граммов почвы, заемных NASA, были собраны во время трех миссий "Аполлон" на Луну.

Чтобы вырастить крошечный лунный сад, исследователи использовали лунки размером с наперсток в пластинах, обычно используемых для культивирования клеток. Каждый колодец функционировал как горшок.

Наполнив каждый "горшок" граммом лунного грунта, исследователи увлажнили его питательным раствором и добавили несколько семян растения Arabidopsis (кресс-салат, съедобное однолетнее или двухлетнее травянистое растение).

Хотя почти все семена проросли, между растениями, выращенными на лунной почве, и контрольной группой были отличия. Например, некоторые растения, выращенные на лунной почве, были меньше и росли медленнее.

Ученые хотели узнать, как растения биологически реагируют на лунную почву, также известную как лунный реголит, который радикально отличается от земной почвы.

Эта работа – шаг к тому, чтобы люди научились выращивать растения для еды и кислорода на Луне или во время космических миссий. Это исследование происходит в момент, когда программа "Артемида" планирует вернуть людей на Луну.

Черная дыра помогает рождаться звездам

Астрономы впервые обнаружили , что черные дыры могут помогать образованию звезд. Специалисты установили такую связь, наблюдая за черной дырой в карликовой галактике Henize 2-10, расположенной на расстоянии 34 млн. световых лет.

Данные с телескопа "Хаббл" показывают, что от черной дыры идет отлив горячего газа, тянущийся в сторону областей рождения звезд. Этот поток врезался в плотное облако пыли и газа несколько миллионов лет назад, а скопления молодых звезд выстраиваются перпендикулярно направлению выбросов от черной дыры.

Напомним, учёный Гашем Аль-Гайли опубликовал на YouTube концепт искусственной матки EctoLife , где можно выращивать до 30 тысяч детей в год. При этом родители могут сами редактировать гены своего потомства.

Читайте также

Британські вчені виростили очі в пробірці

Йоттаметри і кеттаграми: вчені внесли зміни до стандарту метричної системи