Дайджест последних новостей из мира современной физики (30.08-5.09)

Приветствуем вас, дорогие любители физики, в этот чудесный воскресный день! Мы подготовили для вас традиционный дайджест самых интересных новостей из мира физики за последнюю неделю, так что приятного чтения! В этом выпуске: магнитно-резонансная томография для борьбы с раком, идеальный эксперимент по проверке реальности, самовосстанавливающийся пластик, новые ядерные реакции и многое другое!

Ученые использовали магнитно-резонансную томографию для борьбы с раковыми опухолями и метастазами с помощью намагниченных макрофагов!

 

В ЧЕМ СУТЬ

Клеточная терапия успешно применяется для лечения некоторых болезней, но ее использование в глубоколежащих тканях, где невозможно прямое вмешательство, долгое время являлось серьезной проблемой.

Теперь все может измениться благодаря новой работе ученых из университета Шеффилда, Великобритания, которые предложили использовать для точечной доставки нужных клеток широко распространенные приборы для магнитно-резонансной томографии.
(Кто еще не слышал про МРТ - смотрите по ссылке)

Чтобы достичь этого эффекта, ученые добавляли к клеткам (макрофагам) наночастицы парамагнетика - оксида железа и импульсно прикладывали градиент магнитного поля в направлении раковых опухолей. (на текущем этапе все эксперименты проводились на мышах)

Результаты проведенного исследования показали, что использование этого подхода позволяет макрофагам проникать из кровотока вглубь опухолей, что приводит как к уменьшению их размеров, так и сокращению количества метастаз.

Оригинальная статья: http://www.nature.com/ncomms/2015/150818/ncomms9009/full/ncomms9009.html

Ученые подтвердили "странность" квантовой механики, поставив (почти) идеальный эксперимент по проверке неравенства Белла!

 

Еще в 1935 году в своей знаменитой статье Альберт Эйнштейн поставил мысленный эксперимент с так называемым взаимодействием на расстоянии двух квантовых частиц, поставив под сомнение полноту квантовой механики и ее способность адекватно описывать реальность. Через почти 30 лет другой известный физик Джон Белл доказал, что ни одна другая теория, основанная на локальности и реализме не может воспроизвести все предсказания квантовой механики.

Более того, он вывел специальное неравенство (названное позже его именем), которое позволяло проверить, насколько хорошо реальность описывается классическими теориями (с непременными локальностью и реализмом). Квантовая механика, наоборот, должна была эта неравенство нарушать, поэтому проверить неравенство Белла означало для физиков выяснить правоту одной из самых фундаментальных своих теорий.

За прошедшие десятилетия были поставлены десятки экспериментов такого рода, использовавших разные физические системы, однако во всех из них были найдены лазейки, позволявшие предположить существование классического объяснения наблюдаемых результатов. Новая работа физиков из Университета Делфта позволяет отбросить большую часть из них.

Больше в этой статье: http://makeitquantum.ru/ideal-reality-test/

Схема нового эксперимента по проверке неравенства Белла. Источник: http://arxiv.org/pdf/1508.05949v1.pdf

 

Пластик, полученный из зубов кальмара, способен самовосстанавливаться с помощью капли воды!

 

В ЧЕМ СУТЬ

Ученые обнаружили удивительные белки с самовосстанавливающимися свойствами в зубах кальмаров, выловленных в различных частях света. К сожалению, чтобы выделить 1 грамм этого материала необходимо более 5 килограммов кальмаров, поэтому ученые нашли способ синтезировать его с помощью биотехнологий.

Сам материал состоит из двух частей - аморфной и структурированной. Структурированная часть представляет собой нити аминокислот, соединенных водородными связями, и придает полимеру особую прочность, в то время как аморфный сегмент отвечает за самовосстанавление.

В ходе экспериментов ученые создали из полимера образец в виде косточки, протестировали прочность и разрезали ее пополам. Затем, используя теплую воду и приложив небольшое давление, они соединили обе половинки и продемонстрировали, что прочностные характеристики образца не изменились.

В перспективе этот необыкновенный материал можно будет использовать для создания надежных имплантантов, новых типов оптоволокна для подводных кабелей, заживления ран и многого другого.

Оригинал новости: http://news.psu.edu/story/367826/2015/09/01/research/water-heals-bioplastic

Захватывая атомные ядра в накопительном кольце ускорителя, ученые смогли пронаблюдать недоступные ранее ядерные реакции, происходищие при взрывах звезд!

 

В ЧЕМ СУТЬ

Считается, что некоторые из встречающихся в природе изотопов тяжелых элементов, от селена до ртути, рождаются в результате взрывов звезд в ходе так называемого "p-процесса" - цепочки ядерных реакций, которые добавляют один и более протонов в атомное ядро. Сам "p-процесс" может протекать через тысячи возможных ядерных реакций, но только несколько из них были исследованы в лаборатории.

Одной из основных экспериментальных трудностей является малое время жизни многих из вовлеченных в этот процесс радиоактивных ядер, которые быстро распадаются, не предоставляя исследователям достаточного времени для сбора данных. Однако недавно данную трудность все-таки удалось обойти.

В новой работе группа ученых из Гёте-Университета во Франкфурте показала, что некоторые из этих реакций протонного захвата могут быть экспериментально исследованы в установке, где ядра тяжелых элементов циркулируют в накопительном кольце ускорителя. Суть этого подхода в том, что цикрулирующие по кольцу с заданной скоростью ядра периодически налетают на водородную мишень, из которой они и могут захватить "лишний" протон. Ключевым достоинством этого подхода, является возможность использовать ядра, которым не удалось захватить протон, снова и снова, увеличивая шансы наблюдения нужной реакции в течение времени жизни нестабильного ядра.

Построенная установка позволила ученым измерить вероятность ранее недоступной реакции, в которой изотоп рутения-96 захватывает дополнительный протон и превращается в родий-97. В дальнейшем новый метод может позволит исследователям охарактеризовать ключевые шаги "p-процесса", улучшив наше понимание синтеза ядер в звездах.

Ученые создали миниатюрный термометр на чипе, основанный на туннельном контакте, способный регистрировать температуру вплоть до милликельвин!

 

В ЧЕМ СУТЬ

Туннельный контакт состоит из двух проводников (металлов или сверхпроводников), разделенных тонким изолирующим барьером. Скорость, с которой электроны туннелируют через этот барьер, зависит, в том числе, и от температуры. Этот эффект и ранее использовался для создания термометров на туннельных контактах, однако созданные образцы были сложны в настройке и считывании показателей.

В новой работе исследователи из Финляндии и Швейцарии разработали новый компактный термометр, который позволяет измерять температуры в несколько милликельвин - почти на порядок лучше существовавших ранее устройств! В основе термометра лежит туннельный контакт металл-изолятор-сверхпроводник, шириной в 400 нанометров, состоящий из тонких слоев меди, оксида алюминия и чистого алюминия. Чтобы оценить температуру слоя меди, ученые измерили туннельный ток через контакт при различных напряжениях и затем использовали эту зависимость в качестве характеристической кривой.

Чувствительность нового прибора существенно лучше предыдущих устройств в том числе благодаря правильной экранировке образца от внешнего излучения и фильтрации электрических шумов, а также благодаря эффективному отводу рассеиваемого чипом тепла.

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevApplied.4.034001

 

И еще пара интересных новостей "на сладкое":

На этом на сегодня все, оставайтесь с нами и будьте в курсе самых интересных событий в науке каждый день!
И, конечно же, рассказывайте про нас друзьям с помощью кнопок ниже! 🙂