П'ять інновацій минулого тижня, які ви могли пропустити (29 лютого-6 березня)

Інопланетяни виходять на зв'язок?

Вчені з канадського університету Макгілла встановили, що незвичайні космічні радиовспышки - імовірно, "сигнали інопланетян", носять не поодинокий, а повторюваний характер. Астрономи виявили, що одна з перших знайдених спалахів, названа FRB 121102, повторно виникла в певній точці сузір'ї Візничого, де вона і була знайдена за допомогою телескопа Parkes 4 роки тому. А в минулому році астрономи виявили двійника FRB 121102, володів тією ж потужністю, тривалістю та іншими параметрами. Згодом вдалося знайти більше десяти регулярно повторюються в одній точці спалахів.

До того ніхто не фіксував такі повторні швидкі радіосигнали. Нове відкриття говорить про те, що джерелом сигналів є якісь періодичні космічні явища. Але не виключено, що такі радиовспышки надходять від інопланетних цивілізацій: щоб привернути увагу землян вони посилають яскраві короткі імпульси. Найближчим часом астрономи будуть перевіряти всі можливі версії.

Початок ери нової фізики

Минулого тижня міжнародна колаборація фізиків Belle II успішно запустила позитрон-електронний колайдер SuperKEK-B. Ця установка дозволить експериментально досліджувати процеси з участю елементарних частинок з недоступною сьогодні точністю і зробити безліч унікальних відкриттів. Зокрема, вчені сподіваються зрозуміти, чому в видимої Всесвіту так мало антиматерії, а також вивчити слабкі місця в Стандартній моделі фізики.

У новому колайдері частинки стискаються у вузькі пучки, що не перевищують по товщині людський волос. Завдяки цьому кожну секунду стикаються і трансформуються в нові частинки 30 тисяч електронів і позитронів. Спостерігаючи за цими реакціями вчені зберуть необхідну інформацію, яка стане основою "нової фізики", здатної пояснити феномен відсутності антиматерії і інші, поки незрозумілі, явища.

Зокрема, великі надії фізики покладають на розпади особливих частинок В-мезонів. У минулому році вчені, що працюють з детекторами БАК, зафіксували ряд дивацтв у розпаді цих частинок, що вказують на порушення Стандартної моделі. Передбачається, що за сім років роботи новий японський колайдер зможе згенерувати близько 200 мільярдів В-мезонів, спостерігаючи за розпадом яких фізики зроблять багато важливих відкриттів.

Двигун на антиматерії стане реальністю

Американські фізики запустили на Kickstarter кампанію по збору коштів на будівництво двигуна на антиматерії для космічного вітрила. Вчені сподіваються використовувати для космічних польотів енергію, яка виникає при взаємне знищення атомів матерії і антиматерії. Антиматерія запускає реакцію поділу ядра, в результаті якої уран розпадеться на дві групи частинок. Одна з них летить вперед, ударяючи по космічному вітрила і рухаючи його, подібно до вітру, а інша вилітає в напрямку, зворотному руху апарату, створюючи додаткове джерело тяги.

Для початку планується зібрати $200 тис. на створення моделі, яка допоможе виміряти реальний обсяг тяги, яку здатен забезпечити двигун. На будівництво дослідного зразка апарату знадобиться $100 млн. Якщо проект увінчається успіхом, це зробить справжню революцію в галузі освоєння космосу.

Протеїновий комп'ютер

Міжнародна група вчених під керівництвом фахівців відділу біоінженерії університету Макгілла створила унікальний протеїновий комп'ютер на основі аденозинтрифосфату - хімічного з'єднання, що забезпечує енергією клітини живих істот. Він здатний обробляти інформацію точно так само, як це роблять великі сучасні суперкомп'ютери, але розмір пристрою не більше стандартної книги. Крім того, за рахунок використання білків, наявних у всіх видах живих клітин, біологічний комп'ютер вимагає для роботи мінімум енергії.

При створенні нової машини застосовувалися методи геометричного моделювання, а також інновації в області біо - і нанотехнологій. За крихітним каналах квадратного чіпа розміром до 1,5 см рухаються молекули різних білків. В рух приводить їх згаданий аденозинтрифосфат. Оскільки всіма процесами на чіпі керують біологічні компоненти, що він не нагрівається під час роботи. Використовуючи технології паралельних обчислень, втілені за рахунок руху молекул певних білків, прототип біологічного суперкомп'ютера вже вирішує суперскладні обчислювальні завдання.

Сила думки допоможе рухатися

Нейрофізіологи з університету Дьюка розробили особливий нейроинтерфейс і інвалідну коляску, яка дозволяє управляти її рухом за допомогою сили думки. Проблема в тому, що деякі паралізовані люди не здатні навіть моргати, таким чином, вони не можуть керувати інвалідними колясками або экзоскелетами, що працюють на основі електроенцефалографів. Як показали експерименти вчених з університету Дьюка, імплантація електродів у мозок дозволяє керувати інвалідним візком набагато ефективніше, ніж за допомогою ЕЕГ та інших подібних методик.

Для створення нової технології нейрофізіологи вставили в рухову і зорову кору мозку двох макак спеціальний чіп з 300 електродами і підключили мавп за допомогою бездротового з'єднання до інвалідного візка, яка рухалася по певному запрограмованому маршруті до тарілки з фруктами. Спостерігаючи за активністю мозку в цей час, вчені записували сигнали і згодом "переклали" їх в комп'ютерну програму, яка інтерпретувала ці імпульси і при їх допомозі керувала рухом візка. Всього через три тижні після початку експерименту мавпи навчилися управляти "транспортним засобом" силою думки, безпомилково рухаючи її в потрібну сторону. Мозок приматів почав вважати коляску своєю новою кінцівкою і виробляти особливі сигнали, які дозволяли рухатися до мети. Незабаром технологію випробують на людях.