Наука всегда кстати

Термоядерный синтез - давняя мечта учёных и инженеров. Мысль, что можно получать чистую энергию в огромных количествах, греет и вдохновляет. Но экспериментальные установки по всему миру работают давно (с 1960ых), а вот промышленных, т.е. способных вырабатывать электроэнергию, до сих пор нет. Одна из главных проблем - удержание плазмы: нужно постоянно вносить изменения в сложную систему магнитных полей, причём делать это нужно очень быстро, за сотые и тысячные доли секунды. Человек не способен мыслить и действовать в таких временных масштабах. На помощь пришёл ИИ. Коллектив исследователей в лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США в Принстоне создал нейросеть, которая молниеносно обрабатывает огромный массив данных, который поступает с токамака, и предсказывать сбой в удержании плазмы. Сейчас удаётся прогнозировать поведение системы на 300 миллисекунд вперёд. Этого достаточно, чтобы изменить настройки сложной системы магнитных полей, которая и удерживает плазму. Статья вышла в NATURE.

«Результаты особенно впечатляют, потому что мы смогли достичь их на двух разных токамаках, используя один и тот же код», — сказал штатный физик-исследователь PPPL Санг Кён Ким, ведущий автор исследования.

Работа ИИ проверена на двух токамаках: южнокорейском KSTAR и американском DIII-D. Кстати, недавно был установлен новый рекорд удержания плазмы: французский токамак WEST смог удержать плазму (50 миллионов градусов) в течение 6 минут. Учитывая, что группа из Принстона сотрудничает и с этим токамаком, то можно ожидать новые рекорды.

Если длинные праздники у вас прошли в компании и удержаться в рамках не удалось, то эту новость вы оцените: создан гель, который не только снимает симптомы похмелья, но и защищает печень от вредного влияния алкоголя. Международная группа учёных из Швейцарии, Китая, Бельгии и Испании создала антиалкогольный гель на основе молочного белка бета-лактоглобулина и железа. Он имитирует поведение фермента, который превращает этанол в ацетат. Поскольку организм естественным образом расщепляет алкоголь, в нем образуется побочный продукт - ацетальдегид, который вызывает похмелье и может повредить печень.

“Одна действительно приятная особенность нового геля заключается в том, что он способен превращать алкоголь непосредственно в ацетат, что означает отсутствие накопления токсичного промежуточного продукта. Это как нанопечень на основе гидрогеля, которая делает всю работу за нас”, - комментирует результаты Дуо Сюй, биохимик из Стэнфордского университета.

Во время испытаний мышей разделили на 3 группы: 1️⃣ скормили гель; 2️⃣ дали гель без железа. 3️⃣ гель не дали, но ввели физ.раствор. Всем трём группам через 20 минут ввели алкоголь. Силой. В итоге самые тяжкие последствия наблюдались в третьей группе: содержание алкоголя в крови у контрольной группы было 350 миллиграммов на дециметр, а в группе №1 - 200. Ещё одно доказательство эффективности геля - тест на трезвость: через 6 часов после "пьянки" мышей разбудили и заставили их искать выход из водного лабиринта. Первая группа работала так же быстро, как мыши, которым вообще не давали алкоголь. А вот группы 2 и 3 сильно отставали. Учёные уже готовят документацию для того, чтобы начать испытания на людях. Исследователи надеются, что их продукт поможет бороться с последствиями хронического употребления алкоголя. По оценкам 2023 года, примерно 4,8% взрослого населения Земли страдает от заболеваний печени, связанных с употреблением алкоголя. Нужный продукт, как думаете?

К сожалению, заканчивается неделя грустно: плохая новость пришла из США. Первый в истории пациент, которому в середине марта пересадили свиную почку, умер. О той операции и пациенте Ричарде Слеймане мы вам рассказывали вот тут. И теперь решили рассказать, чем всё закончилось. Разумеется, скептики теперь получили аргумент в свою пользу: мол, все эти ГМО-органы бесперспективны. Тем более что и оба пациента с пересаженным сердцем свиньи тоже скончались. Но всё же выводы делать рано. Во-первых, нужно дождаться результатов исследования, что послужило причиной смерти. Во-вторых, нельзя забывать, что сейчас такие операции - эксперимент, и контролирующие органы выдают разрешение на ксенотрансплантацию только в случаях, когда никакие другие методы не помогают. Мы уверены, что биологи и медики будут продолжать работу и гуманизированные свиньи смогут стать безопасными донорами.

"Просто клип", - скажете вы. Да, но... он целиком создан ИИ. На эксперимент решился инди-исполнитель W A S H E D O U T. 🎬 Режиссёр клипа Пол Трилло использовал новейший продукт от Open AI - нейросеть Sora. Нейросеть создана специально для генерации видео высокого разрешения (Full HD), но пока проходит тестирование и доступна далеко не всем. ИИ создаёт видео по текстовому описанию, поэтому режиссёру пришлось написать подробные инструкции: от героев до ракурсов камеры. В общей сложности были сгенерированы 700 видеофрагментов, Трилло отобрал 55 и создал клип. 📝 В комментариях под клипом на youtube разразилась дискуссия. Одним зрителям клип понравился, они сравнивают видео со снами. Других клип разочаровал. А что вы думаете? Но прежде чем выносить вердикт, посмотрите на этот клип: он создан в сентябре 2023 года с помощью нескольких нейросетей. Кажется, что прогресс налицо.

🫣 Осторожно, залипательно! Это фрагмент самой точной визуализации того, что вы увидите, если приблизитесь к чёрной дыре. Помните, как герой фильма "Интерстеллар" преодолел горизонт событий?! Теперь это можно увидеть в деталях. Подробное астрофизическое описание тут. ⚫️ Модель построена для чёрной дыры, которая в 4,3 млн раз массивнее Солнца. Это неслучайно: именно такая находится в центре нашей галактики. Астрофизики очень хотели показать, как выглядит теория относительности на практике. Поэтому создали два сценария: 1️⃣камера едва успевает покинуть горизонт событий, 2️⃣ камера пересекает точку невозврата, достигая центра чёрной дыры. Очень интересен именно второй сценарий. Вы узнаете, что такое спагеттизация! NASA использовало суперкомпьютер Discover: на обработку 10 терабайт данных и генерацию видео ушло 5 дней (при этом использовано только 0,3% мощности 129 тысяч его процессоров). 3️⃣6️⃣0️⃣ А если у вас есть техническая возможность посмотреть видео в формате 360 градусов, то завидуем.

Для многих людей сегодня особенный день, несущий надежду. Поддержим это настроение любопытной новостью с острова Суматра: там учёные задокументировали процесс самолечения орангутана. Получив рану на лице, самец Ракус стал регулярно жевать листья лианы Fibraurea tinctoria и наносить сок и мякоть на рану. Люди давно заметили, что это растение обладает болеутоляющим, жаропонижающим, антимикробным, противовоспалительным и мочегонным действием, и поэтому применят его в народной медицине. Но откуда основы медицинского дела у орангутана?! Исследователи ещё никогда не фиксировали такое поведение у животных. Да, животные часто едят какие-то растения для борьбы с паразитами и при отравлениях, но вот использовать сок для заживления раны - это прорыв. Вероятно, Ракус не сам пришёл к открытию, а получил это знание от матери, когда был маленьким. Ранее биологи замечали, что орангутаны втирают в руки и ноги сок и пену растения Dracaena cantleyi, но тогда было неясно, зачем они это делают. Вероятно, это тоже было проявлением медицины: так снимали боли и отёчность мышц (но это гипотеза). В общем, хорошо, что у приматов есть такие знания, а вот вам мы всё же советуем обращаться к врачам: народная медицина не всегда доводит до добра. И раз уж речь зашла о врачах, то любопытный факт: по статистике, врачи-женщины добиваются лучших результатов в лечении, чем доктора-мужчины. Исследователи проанализировали истории болезней почти 800 тысяч пациентов и пришли к выводу, что лучше лечиться у женщин. Хорошего вечера!

9466 анализов и почти 15 миллионов измерений крови и 18 твёрдых тканей. Такой массив данных лежит в основе исследования, которое 1 мая вышло в NATURE. Лаборатории Массачусетского технологического института, Гарварда, Стэнфорда и других университетов и учреждений объединили усилия, чтобы понять: как именно физическая нагрузка влияет на организм. Всем известно, что это полезно для сердца и всей сердечно-сосудистой системы, для лёгких и мышц. Но каковы механизмы этого "полезко"? 🐭 Учёные изучали мышей: 6-месячные самки и самцы подвергались тренировкам на выносливость на беговой дорожке. Анализы брали после 1, 2, 4 и 8 недель тренировок, через 48 часов после последней пробежки. 📈 Оказалось, что физические упражнения влияют на тысячи молекул, вызывая наиболее серьёзные изменения в надпочечниках. Они производят гормоны, регулирующие многие важные процессы (иммунитет, обмен веществ, кровяное давление и др). Также исследователи сопоставили изменения с генами (проанализировано 7115 генов) и описали специфические изменения разных тканей и органов к тренировкам. Кстати, среди изученных тканей и белый жир. В частности, подтвердились старые наблюдения: у самцов % жира в теле снижался через 8 недель, а у самок - нет (хотя в контрольной группе у самок жира стало больше на 4%). В общем, если вы занимаетесь спортом и хотите понимать, что с вами происходит, прочтите статью. И обязательно поделитесь ею со своим тренером. А если среди ваших знакомых есть врачи-диетологи, то киньте ссылки и им. Конечно, мыши и люди не одно и то же, но в статье есть отдельный раздел, как данные интерпретировать для людей. Корреляции есть, как и польза этого биологического исследования.

Удивительные создания, да?! Это Strandbeests (что на голландском означает «пляжные животные») Тео Янсена. По сути, это кинетические скульптуры, но всё сложнее и интереснее. Янсен инженер по образованию, но ещё в студенческие годы стал подрабатывать в газете, писал о науке и технологиях. И в какой-то момент он понял, что ему очень интересна эволюция, постепенное усложнение систем. И в нём проснулся инженер. Тео Янсен использует пластиковые водопроводные трубы (в Нидерландах они не белоснежные, а желтоватые), скрепляет их специальным образом, устанавливает парус и... ветер приводит эти скелеты в движение. Причём автор не просто создаёт всё более крупные скульптуры, но и создаёт их генеалогию. Да-да! Инженер и художник размышляет, какой могла бы быть эволюция стрендбистов, если бы они были живыми организмами. С 1990 года выделены 12 периодов эволюции. Последний называется Volantum, пляжные животные пытаются летать... Как вы поняли, это пример art&science. Продолжаем знакомиться вас с этим любопытным направлением искусства. Если скульптуры Тео Янсена вам понравились, то советуем посмотреть его сайт. Там и видео, и чертежи, и полная генеалогия. #ArtScience

Хорошие новости из мира материаловедения. 1️⃣ Химики в Южной Корее создали технологию создания алмазов при атмосферном давлении. Рецепт прост (записывайте): в камеру помещаем сплав галлия, никеля, железа и кремния (соотношение 77,75: 11: 11: 0,25), выкачиваем воздух и вместо него закачиваем метан и водород, нагреваем до температуры 1165-1190 градусов, ждём примерно час. На поверхности металлического сплава образуется радужная плёнка. Чтобы её снять, нужна соляная кислота. Готово. Да, пока получается плёнка, а не красивые кристаллы, которые можно огранить и создать бриллиант. Но всё же прогресс. 2️⃣ Специалисты Вашингтонского университета предлагают создавать печатные платы из витримера. Это довольно новый полимер (появился в 2015 году), который можно превратить в желеобразное вещество, извлечь ценные металлы и снова использовать для плат почти без потерь. Если технология получит жизнь, то экологи будут счастливы. Сейчас микросхемы и прочие компоненты электроники размещают на стекловолокне, покрытом пластиком и ламинированном медью. Чтобы добыть металлы (в том числе ценные), такие платы просто сжигают. Обе статьи напечатаны в семействе журналов NATURE. Надеемся, они будут замечены и в итоге станут реальными технологиями, а не только публикациями.

26 апреля - очень важный день для российской атомной отрасли. В 1964 году начала работу первая советская коммерческая АЭС - Белоярская (да, до этого была Обнинская, которая показала принципиальную возможность выработки электроэнергии, и Сибирская, но реактор АДЭ-3 был двойного назначения, всё же главная задача - оружейный плутоний). Но гораздо известнее второе событие - авария на Чернобыльской АЭС. В одном коротком тексте невозможно объяснить, что же случилось. Но если есть желание разобраться в вопросе, то вот обновлённый отчёт МАГАТЭ. Если же не готовы к довольно сухой технической документации, то рекомендуем отличную книгу - "Чернобыль: История катастрофы" Адама Хиггинботама. Очень тактичное и вдумчивое погружение к контекст, без которого поиск причин и виновных может превратиться в охоту на ведьм. Сейчас атомная энергетика во всём мире приходит в себя после кризисов 1986 и 2011 годов. Не только Россия и Китай, но и США, Евросоюз (без Германии), Южная Корея и другие страны планируют увеличить атомную электрогенерацию как фундамент для развития возобновляемой энергетики. Только в 2024 году начали выработку энергоблоки в Индии, США, ОАЭ, Китае. И это блоки, которые соответствуют самым строгим требованиям. Например,в стоимости АЭС российского дизайна примерно 40% - это системы безопасности. Так что мир учится на своих ошибках. Пусть и страшных...