Наука-2004: марсоходы, хоббиты, пульсары, конденсат из фермионов...
17 декабря на страницах вашингтонского журнала Science появились редакционные статьи, анализирующие наиболее значительные научные достижения 2004 года. Подобные материалы печатаются в конце каждого года и, как правило, целиком или почти целиком посвящаются прогрессу мировой науки. Сейчас акценты несколько сдвинуты - авторы новых публикаций сочли необходимым уделить серьезное внимание и ряду болезненных проблем, с которыми столкнулись ученые в разных странах. Будет не лишним напомнить, что Science - это официальный орган основанной в 1848 г. Американской ассоциации в поддержку науки (AAAS - The American Association for the Advancement of Science), так что мнение его редакторов отражает суждения лидеров научного сообщества США.
Начнем все же с успехов. Перечень таковых традиционно включает десятку наиболее ярких достижений науки уходящего года. Первое место в новом рейтинге заняли итоги исследования марсианской поверхности с помощью бортовой аппаратуры американских марсоходов-роверов Spirit и Opportunity, а также европейской орбитальной станции Mars Express. Анализ этих данных убедительно подтвердил гипотезу, согласно которой миллиарды лет назад на поверхности Красной планеты существовали обширные соленые водоемы, в которых, в принципе, могли появиться живые организмы. Как подчеркивает автор заметки об исследовании Марса Ричард Керр, полученные результаты знаменуют важнейшую веху многолетней истории поиска внеземной жизни.
Серебряными призерами рейтинга стали палеонтологи и антропологи из Индонезии и Австралии, проводившие раскопки в одной из пещер индонезийского острова Флорес. В октябре эти ученые поразили мир сообщением о том, что всего лишь несколько тысяч лет назад там обитали человекоподобные высшие приматы карликового роста, которые обладали очень маленьким мозгом, но при этом умели изготовлять примитивные каменные орудия. Первооткрыватели полагают, что им удалось отыскать новый вид гоминид, который заслуживает самостоятельного имени Homo floresiensis (неофициально этих существ сразу окрестили флоресовскими хоббитами). Правда, некоторые специалисты утверждают, что загадочные островитяне на самом деле были просто выродившимися до микроцефалии представителями вида Homo sapience. По всей вероятности, дискуссия будет продолжаться вплоть до завершения исследования других ископаемых остатков, найденных в той же пещере (сейчас эти работы приостановлены, поскольку участники экспедиции спорят о том, кто имеет приоритетное право на изучение собранных костей).
На третьей позиции оказались биотехнологи из Южной Кореи, которые впервые в мире строго доказаливозможность клонирования человеческих эмбрионов. Сотрудники Сеульского университета не только создали тридцать таких эмбрионов, но также выделили оттуда мультипотентные стволовые клетки и сформировали из них единую колонию. Когда клетки из этой колонии перенесли в организм мышей, они стали трансформироваться в различные специализированные ткани.
Четвертое место редакторы Science отдали новым исследованиям в области сверхнизких температур. Как известно, в 1995 г. физикам впервые удалось создать так называемый бозе-эйнштейновский конденсат. Так называется особая форма материи чисто квантовой природы. Частицы, образующие конденсат, теряют собственную индивидуальность и составляют единый квантовый ансамбль. Квантовый конденсат может возникнуть лишь при сверхнизкой температуре, причем в него переходят исключительно бозоны, частицы с целочисленным спином. Фермионы, частицы с полуцелым спином, не могут одновременно пребывать в одном и том же квантовом состоянии и поэтому не способны образовать конденсат даже при абсолютном нуле. Однако квантовая механика допускает конденсацию спаренных фермионов, поскольку суммарный спин каждой пары таких частиц имеет целочисленное значение. В ноябре 2003 г. физики из Австрии и Соединенных Штатов впервые сообщили о получении квантовых конденсатов на основе молекул, образованных атомами-фермионами. Такие молекулы вели себя как локализованные в пространстве единые частицы с целым спином, в силу чего при глубоком охлаждении они образовали настоящий конденсат. В нынешнем году эти исследования были с успехом продолжены. Экспериментаторам удалось расширить спектр конденсируемых состояний, в частности, получить твердотельный аналог бозе-эйнштейновского конденсата.
Пятое место зарезервировано за молекулярной генетикой. Ученые давно знали, что вся информация о структуре белков занимает лишь небольшую часть человеческого генома - менее десяти процентов. До недавнего времени многие специалисты считали прочие девяносто с лишним процентов генома своего рода мусорной корзиной биологической эволюции. Однако в последнее время стало ясно, что эти якобы бесполезные фрагменты ДНК выполняют множество важнейших функций в жизнедеятельности клетки, в частности, принимают участие в регулировании активности генов. В нынешнем году эта концепция получила целый ряд убедительных подтверждений, отмеченных редакторами Science.
Теперь несколько слов о второй половине призовой десятки. На шестой ступеньке оказалось открытие первой двойной системы, образованной пульсарами, быстро вращающимися нейтронными звездами, испускающими мощные потоки электромагнитного излучения. Седьмое место отдано работам экологов из разных стран, которые доказали, что количество видов животных и растений, населяющих нашу планету, неуклонно и быстро сокращается. Восьмое место занимают новые исследования структуры жидкостей, выполненные с помощью синхротронного рентгеновского излучения. Девятым местом вознаграждены коллективные усилия международных организаций, государственных учреждений и частного бизнеса, направленные на борьбу со СПИДом, малярией и другими инфекционными заболеваниями. Цепочку замыкает открытие множества ранее не известных генов у глубоководных микроорганизмов.
В публикации Science есть и минорные ноты. Там отмечено, что во время первого президентства Буша имело место ухудшение отношений между Белым домом и научным сообществом. Многие исследователи открыто критикуют нынешнюю администрацию за ее научную политику, в частности, нежелание участвовать в борьбе со всемирным потеплением и слишком жесткое и идеологически мотивированное регулирование исследований человеческих эмбриональных стволовых клеток. Ученые во Франции и Италии недовольны сокращением научных бюджетов и покушением государственных властей на академические свободы. В ряде стран активизируются общественные движения, требующие ограничить спектр научных исследований. Редакторы Science уверены, что международное научное сообщество должно найти способ адекватно реагировать на эти тревожные реалии.
Источник:
Science, vol. 306, 17 December 2004, p. 2010-2017
Обсудить
Статьи по теме
Наука-2004: марсоходы, хоббиты, пульсары, конденсат из фермионов...
Традиционный перечень журнала Science включает десятку наиболее ярких достижений науки уходящего года. Первое место в новом рейтинге заняли итоги исследования марсианской поверхности с помощью бортовой аппаратуры американских марсоходов-роверов Spirit и Opportunity, а также европейской орбитальной станции Mars Express.
Тайну марсианских "черничин" помогли раскрыть их гигантские земные "кузены"
Марсианские вездеходы-геологи, попавшие наконец в свои "пункты назначения", радуют земных ученых бесценными научными данными и потрясающими новыми фотографиями. Наиболее поразительными из всех недавно найденных Spirit образований считают своего рода округлую гальку, живо напоминающую о вездесущих "черничинах" на посадочной площадке другого вездехода, Opportunity, в другой части Красной планеты.
Марсоходы исследуют Холмы Колумбии и кратер с "ребристыми" камнями
Прошло больше месяца с того дня, как было объявлено о завершении основного периода марсианской миссии NASA, однако "роверы" до сих пор успешно продолжают свои исследования. Spirit теперь изучает слоистые скалы прямо по курсу, в то время как его двойник Opportunity занес свой манипулятор над ребристым камнем на краю того крупного кратера, в который он все еще никак не решается спуститься.
Opportunity собирается спрыгнуть в кратер, а у Spirit снова проблемы со связью
Первое изображение "внутренностей" нового кратера было получено в понедельник. Последний путь "Возможности" принесет даже больше бесценных научных данных, чем исследование того первого кратера намного меньших размеров, в котором Opportunity оказался после посадки.
В атмосфере Марса нашли признаки жизни
Новые свидетельства возможного существования жизни на Марсе были получены учеными NASA и Европейского космического агентства (ESA). Две независимые группы ученых нашли следы метана в марсианской атмосфере. Метан - то есть обычные отходы жизнедеятельности обитающих на Земле организмов - может оказаться побочным продуктом жизнедеятельности и инопланетных микробов, живущих под поверхностью Красной планеты.
Вездеходы на Марсе открыли сезон охоты за окаменелостями
Псевдоцветная панорама кратера Бонневиль, составленная из последовательного набора фотографий, сделанных камерой Spirit, была получена во время 68-го рабочего дня этого марсохода. Теперь колеса вездеходов служат роль дополнительных "научных инструментов". Изучены "Дюна Змея", "Зуб Акулы" и камень "Карусель". Недавно обнаруженные марсоходом Opportunity очень высокие концентрации серы в разломах горных пород на плато Меридиана, возможно, предвещают наличие биологических окаменелостей.
Марсоход Spirit достиг своей цели
Марсоход Spirit достиг наконец того места, которое было его главной целью на протяжении последнего месяца, - то есть края 200-метрового кратера под названием Бонневиль, образовавшегося внутри более обширного, усыпанного камнями кратера Гусева. А Opportunity на другой стороне Марса изучает минеральный и химический состав таинственных округлых "черничин", разбросанных повсюду в районе его посадочной площадки.
Марсоходы показали, что Марс был влажен с обеих сторон
Спустя всего несколько дней после пресс-конференции, на которой было объявлено о получении ясных свидетельств в пользу того, что жидкая вода когда-то плескалась на месте посадочной площадки одного из марсианских "роверов", ученые NASA сообщили, что подобные свидетельства давнего присутствия воды были найдены на месте посадки и второго марсохода.
У марсиан хватает своих шариков
Тысячи крошечных частиц округлой формы были обнаружены на темном грунте в месте посадки второго американского марсохода Opportunity. Частицы, своим видом напоминающие бусины, были замечены на изображениях, снятых с высоким разрешением панорамной камерой аппарата, а два таких "шарика" удалось рассмотреть с помощью смонтированного на марсоходе микроскопа, способного делать и отправлять на Землю полученные фотоснимки.
Марсоход нашел признаки давнего присутствия воды в кратере Гусева
Марсианский вездеход Spirit еще даже не покинул свою посадочную платформу, а руководители его миссии уже заявляют, что некоторые из его основных научных целей близки к успешному завершению. Например, Spirit удалось обнаружить признаки присутствия в кратере Гусева минералов, которые могут свидетельствовать о том, что на Марсе в прошлом было вполне достаточное количество воды для развития живых организмов.
Русла высохших рек на Марсе - следствие планетарных катастроф
Периоды, когда климат на Марсе был теплым и влажным, скорее всего были очень кратковременными и наступали только после глобальных катастроф, вызванных столкновениями с астероидами. Тем не менее, данные с космического зонда "Марс Одиссей", свидетельствуют о наличии на планете большого количества водяного льда.
Хоббиты проживали в Индонезии
Ученые совершили открытие, которое можно отнести к самым серьезным достижениям палеонтологии за последние 50 лет. На индонезийском острове Флорес найдены кости представителя (вернее, представительницы) неизвестного доселе вида гоминид, предшественников и соседей современного человека на древе биологической эволюции. Этот вид получил название Homo floresiensis - человек с Флореса.
Музыка сверххолодных атомов
Американские ученые из Университета Дьюка экспериментально наблюдали сверхтекучесть вырожденного квантового газа, образованного атомами с полуцелыми спинами. Они работали с резонансным конденсатом, созданным из атомов лития-6. Именно эту новую форму квантового конденсата несколько месяцев назад впервые получила группа Деборы Джин.
Впервые удалось получить "стадо" из частиц-индивидуалистов
Американские ученые сообщили о том, что им впервые удалось наблюдать образование так называемого "фермионного конденсата", составленного из пар атомов в охлажденном газе. В течение ряда лет существовало мнение о родственности явлений сверхпроводимости (с которой связаны фермионы) и бозе-конденсации. Теперь это может помочь в создании сверхпроводящих материалов, имеющих самое широкое практическое применение.
Получен рекордный ультрахолодный "атомный снежок"
2500 атомов натрия охладили до половины миллиардной части градуса выше абсолютного нуля - температуры, при которой колебания атомов почти полностью замирают. В результате получается ни много ни мало как принципиально новое, пятое состояние вещества - так называемый конденсат Бозе - Эйнштейна.
В лаборатории получено принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества
Физики из Пенсильванского университета получили принципиально новое - "супертвердое" - состояние вещества путем охлаждения гелия-4 до ультрахолодных температур. Супертвердое тело ведет себя подобно сверхтекучей жидкости (которая течет без сопротивления), но имеет все характеристики кристаллических веществ. Это означает, что теперь можно наблюдать конденсацию Бозе-Эйнштейна не только в газах и жидкостях, но и в твердых телах.
Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.
Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.
Обнаружен первый двойной пульсар
Самый первый двойной пульсар был обнаружен международной командой астрономов из Великобритании, Австралии, Италии и США. Открытие позволит провести более точную проверку истинности Общей теории относительности, а также впервые изучить магнитосферу пульсара.
Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп
Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.
Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара
До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.
Телепортация на атомном уровне
Ученые из Соединенных Штатов и Австрии независимо друг от друга осуществили квантовую телепортацию одиночных атомов. Принципиальная возможность подобного процесса была осознана в начале девяностых годов прошлого века. Этим эффектом очень интересуются разработчики квантовых компьютеров, которые рассчитывают использовать его в своих устройствах.
Бозон Хиггса потяжелел
Международный коллектив физиков, работающих на гигантском американском протон-антипротонном коллайдере "Тэватрон", заново измерил массу t-кварка, которая оказалась несколько больше ранее принятого значения. Это объясняет негативный результат экспериментов по поиску так называемого бозона Хиггса, которые в конце прошлого десятилетия проводились в ЦЕРНе.
Новости по теме
