Лейкоцит преследует и поглощает бактерию

Показана активность нейронов мозгу рыбки данио-рерио

На заре атомной эры, когда действие радиации на человеческий организм уже было известно и Герман Мюллер готовился получить Нобелевскую премию за изучение мутаций, в местечке Лос Аламос полным ходом шла разработка ядерного оружия в рамках Манхэттенского проекта. Для того чтобы подтвердить расчёты конструкции атомной бомбы, необходимо было провести серию так называемых критических сборок.

Эксперимент состоял в том чтобы путём сближения двух полусфер из радиоактивного материала покрытого нейтронным отражателем добиться подкритического состояния и замерить поток нейтронов. Один из таких экспериментов, названный Фейманом «щекотание хвоста дракона» в очередной раз 21–ого мая 1946 года проводил Луи Слотин. Задачей было подвести систему как можно ближе к критическому состоянию, при этом не сблизив полусферы до конца. Для этого опытный учёный использовал самое универсальное приспособление в лаборатории – отвёртку (на фото). Однако в этот день дракон был не в настроении и когда отвёртка всё–таки выскользнула, первое что увидели присутствовавшие в лаборатории было невероятно яркое голубое сияние – эффект Черенкова в слизистой оболочке их глаз. Пока Слотин не отдернул руку, тем самым разъединив полусферы, система находилась в надкритическом состоянии, генерируя мощный поток гамма излучения. После дозы в 21 зиверт, которую получил Слотин – рвота, диарея и жар начинаются менее чем через час, смерть наступает в течении 2–ух недель (eng). Слотин умер через 9 дней. Ещё семь человек, присутствовавшие при эксперименте, и среди них советский шпион Клаус Фукс, получили дозы от 0.4 до 3.6 зиверт. Примечательно, что это был не первый случай с летальным исходом с участием именно этих плутониевых полусфер. Незадолго до этого смертельную дозу получил другой учёный, просчитавшийся в своих расчётах и случайно достигнувший критического состояния. После инцидента Слотина установка получила прозвище «Дьявольское ядро».

После первых испытаний ядерного оружия эксперименты по критическим сборкам отнюдь не прекратились, но наученные горьким опытом учёные сконструировали устройство для дистанционного управления экспериментов с критическими состояниями. Конструкция должна была иметь как можно меньше деталей, чтобы не стать дополнительным отражателем нейтронов, и по сути представляла из себя каркас с несколькими приводами для дистанционных манипуляций. Первое такое устройство было названо "леди Годива" в честь англо–саксонской графини проехавшейся обнажённой по улицам одного Британского городка с целью воздействия на излишне скупого мужа.

В 1970–ом году двое учёных проводили критическую сборку в центре по ядерным исследованиям Челябинск–70. Часть процедуры невозможно было провести дистанционно и оба ученых зашли в экспериментальную камеру чтобы установить верхний отражатель, но стопперы не были установлены в нужную позицию после предыдущего эксперимента и система достигла критической массы во время сборки. После облучения старший специалист подробно описал всё случившееся в лабораторном блокноте. Оба учёных получили летальную дозу радиации.

Одна из последних аварий с летальным исходом при критических сборках произошла в центре Арзамас–16 в июне 1997–ого года (cнизу по русски). Экспериментатор был уверен, что повторяет опыт успешно проведённый в 1972–ом году. Однако из–за неразборчивого почерка коллеги он перепутал цифру 6 и 0. В результате при сборке верхняя полусфера упала на нижнюю и система, нагревшись до 800С, оставалась в стабильно–критическом состоянии на протяжении 6–ти дней, пока не была дистанционно демонтирована.
Отчёт на английском по всем авариям при критических сборках.

Сгустки вакуума

 От: John Schilling
 Тема: Infra-yellow: Great Moments in Wacked Out SF Science

«"Инфражёлтый" - это отсылка к одному из грандиозных моментов юмористической научной фантастики: "точно так же, как инфракрасный - это невидимый красный свет, инфражёлтый - это невидимый жёлтый свет!"»

     О, господи.

     Сейчас я расскажу вам один Абсолютно Величайший Эпизод из жизни Реальной, но Слегка Долбанутой Физики.
     Пару лет назад, несколько моих коллег наконец-то завершили постоянно откладывавшийся проект по постройке очень большой вакуумной камеры для испытания плазменных трастеров и других продвинутых движителей для космических аппаратов. Камера - не самая большая в индустрии, но, скажем так, в десятке крупнейших по стране. Во всяком случае, достаточно большая, чтобы свободно ходить внутри, это важно.
     Важно, потому что для начала эксплуатации проекта, требовалось его утверждение в местном Гестапо Безопасности. Ну, вы знаете этих типов из "охраны труда и безопасности жизнедеятельности" - у них всегда есть список, нет, целый гроссбух списков с условиями и требованиями. Один из списков касался "Закрытых Объёмов". Камера достаточно велика, чтобы свободно ходить внутри? Есть! Она герметична? Есть! Может быть наполнена удушающим газом? Ну, учитывая что в официальном справочнике по опасным свойствам материалов "вакуум" проходит как "вызывающий удушье"- очевидно, есть.
А значит, это Замкнутый Объём, и должны быть удовлетворены все требования, предъявляемые к Замкнутым Объёмам.

     Проблема номер раз: как обеспечивается то, что никто не может случайно войти внутрь камеры, когда она наполнена смертельным удушающим газом - "вакуумом"? Нет, сила в пятьдесят тонн, удерживающая дверь, не является приемлемым ответом.
     Проблема номер два: когда камера заново заполняется воздухом при атмосферном давлении, куда уходит вакуум? Если камера открывается случайно (см. выше, и обратите внимание на дословную цитату Гестаповца Безопасности: "ладно, допустим вы Супермен и открыли дверь"), куда уходит вакуум?
     Проблема номер три: как обеспечивается то, что при заполнении камеры воздухом, в камере оказывается достаточный процент кислорода? Нет, полагаться на законы статистической газодинамики, дающие оценку вероятности заполнения камеры воздухом с недостаточным для дыхания процентом кислорода, порядка единицы на 10^10^17 (не опечатка) - очень, очень большая ошибка.
     Проблема номер четыре - и клянусь, я ничего не придумываю - опять точная цитата Гестаповца Безопасности: "как вы можете быть уверены, что после заполнения камеры воздухом нигде не осталось "карманов" с вакуумом, в которые кто-нибудь может засунуть голову?"
     И, в дополнение к проблеме номер два - при выпуске вакуума могут образовываться смертельные сгустки вакуума, плавающие в воздухе лаборатории! Аааааааа!!! Спасайся кто может!!!

     Понадобилось всего три недели, чтобы найти кого-то, обладающего одновременно здравым смыслом и достаточной властью, чтобы победить Гестаповцев Безопасности в этом вопросе. Но ГБ-шники до сих пор воспринимают как оскорбление, когда кто-нибудь упоминает ЭТО в их присутствии. 

wrrrrooop

Это малоизвестная болезнь, под названием микровибральность. Первичные вспышки этой болезни, были обнаружены у егерей, которые любили гладить дятлов по голове. Не скажу точно, но это связано с передачей генов дятла через потную ладошку егеря.

Если кот захлебнулся

"Поднимите кота за задние лапы и кружите его из стороны в сторону по кругу так, чтобы центробежная сила вытеснила воду, блокирующую каналы поступления воздуха."

О лечении и сути вещей

1958 год, американские военные проводят жестокие эксперименты на беззащитных животных, заставляя котенка, обутого в магнитные ботинки, бегать за мышью по потолку. Целью эксперимента было исследовать влияние дезориентации животных при космическом полете. Последующая кардиограмма показала, что гонки вниз головой вызывают у котенка большое переутомление, поэтому в космос американцы решили отправлять собак и обезьян.

Собачка

Первые шаги

НЛО :)

Такую картину увидели жители города Хаммерфест, Норвегия:










-

Физика невозможного: Телепортация

Человечество придумало очень много интересных способностей, которые нам хотелось бы использовать уже сейчас, но всё не так просто, как нам показывают в фантастических фильмах.
Телепортация, или способность мгновенно перемещать людей и предметы из одного места в другое может легко изменить направление развития цивилизации и вообще весь мир. Например, телепортация раз и навсегда изменила бы принципы ведения войны, сделала бы все средства передвижения ненужными и самое приятное: отпуска перестали бы быть проблемой. Ну кому не хочется иметь свой личный телепорт у себя дома? Наверное, именно по этой причине эта способность является самой желанной у человечества. Разумеется, эту мечту воплотить в реальность рано или поздно придётся именно физике. Ну так давайте посмотрим что у человечества уже есть в наше время?
Я бы хотел начать с цитаты известного учёного:

Прекрасно, что мы встретились с парадоксом. Теперь можно надеяться на продвижение вперёд. © Нильс Бор

Телепортация по Ньютону

В рамках теории Ньютона телепортация просто невозможна. Законы Ньютона базируются на представлении о том, что вещество состоит из крошечных твердых бильярдных шариков. Объекты не приходят в движение, если их не толкнуть; объекты не исчезают и не появляются заново в другом месте. Но в квантовой теории частицы способны проделывать именно такие фокусы.
Ньютоновская механика продержалась у власти 250 лет и была свергнута в 1925г., когда Вернер Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер и их коллеги разработали квантовую теорию. В общем, если и телепортация когда-нибудь и будет реализована, то благодаря Квантовой теории. Поэтому давайте рассмотрим её поподробнее.

Квантовая теория

Одно из самых важных уравнений в телепортации — это волновое уравнение Шрёдингера(см. фото). Пожалуй, имеет место рассказать о том, как оно появилось. Как-то Эрвин читал лекцию об интересном феномене, в котором говорилось о том, что электроны ведут себя также, как и волны. Один из присутствовавших в зале коллег-физиков Питер Дебай задал вопрос: «Если электрон можно описать как волну, то как выглядит его волновое уравнение?»
К тому моменту, благодаря Ньютону, все уже знали дифференциальное исчисление, физики описывали любую волну на языке диф. уравнений. Поэтому Шрёдингер воспринял этот вопрос как вызов и решил разработать подобное уравнение для электрона. И он сделал это, как когда-то Максвелл вывел свои уравнения для полей Фарадея, Шрёдингер вывел уравнение для волны де Бройля(так назвали электронную волну).

Небольшое отклонение от темы: историки науки потратили немало усилий, пытаясь выяснить где был и чем занимался Шрёдингер, когда открыл своё знаменитое уравнение. Оказалось, что он был сторонником свободной любви и ездил на отдых часто со своими любовницами. Он даже вел подробный дневник, в который заносил всех своих любовниц и сложным шифром обозначал каждую встречу. Считается, что те выходные, когда было открыто уравнение, Шрёдингер провёл в Альпах, на вилле «Хервиг», с одной из своих подружек. Так что женщины иногда могут способствовать стимуляции умственной деятельности ;)

Но не всё так просто. Если электрон описывается, как волна, то что же в нём колеблется? Ответом в настоящее время считается следующий тезис Макса Борна: эти волны представляют собой не что иное, как волны вероятности. То-есть электрон — это частица, но вероятность обнаружить эту частицу задаётся волной де Бройля. Получается, что внезапно в самом центре физики — науки, которая прежде давала нам точные предсказания и подробные траектории любых объектов, начиная с планет и комет и заканчивая пушечными ядрами, — оказались понятия шанса и вероятности! Отсюда появился принцип неопределённости Гейзенберга: невозможно знать точную скорость, точное положение электрона и его энергию в один и тот же момент. На квантовом уровне электроны могут делать совершенно невообразимые вещи: исчезать, потом снова появляться, быть в двух местах одновременно. Ну а теперь перейдём непосредственно к телепортации.

Телепортация и квантовая теория

Когда у людей спрашивают: «Как Вы представляете себе процесс телепортации?», большинство говорят, что они должны сесть в какую-нибудь специальную кабину, похожую на лифт, которая унесёт их в другое место. Но некоторые представляют себе это иначе: с нас собирают информацию о положении атомов, электронов и т.п. в нашем теле, всю эту информацию передают в другое место, где, воспользовавшись этой информацией, вас собирают заново, но уже в другом месте. Этот вариант пожалуй невозможен из-за принципа неопределённости Гейзенберга: мы не сможем узнать точное расположение электронов в атоме. Однако этот принцип можно преодолеть благодаря интересному свойству двух электронов: если два электрона первоначально колеблются в унисон(такое состояние называют когерентным), то они способны сохранить волновую синхронизацию даже на большом расстоянии друг от друга. Даже если эти электроны будут находится на расстоянии световых лет. Если с первым электроном что-то произойдёт, то информация об этом будет немедленно передана другому электрону. Это явление называется квантовой запутанностью. Пользуясь этим явлением физики за прошедшие годы смогли телепортировать целые атомы цезия, а скоро, возможно, смогут телепортировать молекулы ДНК и вирусы. Кстати, доказать принципиальную возможность телепортации математически удалось в 1993г. учёным из IBM под руководством Чарльза Беннетта. Так что они не только процессоры делать умеют, если кто не знал :)
В 2004 году физики Венского университета сумели телепортировать частицы света на расстояние 600м под рекой Дунай по оптоволоконному кабелю, установив таким образом новый рекорд расстояния. В 2006 году впервые в подобных экспериментах был задействован макроскопический объект. Физики из института Нильса Бора и института Макса Планка сумели запутать луч света и газ, состоящий из атомов цезия. В этом событии участвовали многие триллионы атомов!
К сожалению, использование подобного метода для телепортации твёрдых и относительно больших объектов ужасно неудобно, поэтому скорее всего быстрее разовьётся телепортация без запутывания. Разберём её ниже.

Телепортация без запутывания

Исследования в этой области стремительно набирают ход. В 2007 году было сделано важное открытие. Физики предложили метод телепортации, не требующий запутывания. Ведь это наиболее сложный элемент квантовой телепортации и если удастся его не использовать, то удастся избежать много сопутствующих проблем. Итак, вот в чём суть этого метода: учёные берут пучок атомов рубидия, переводят всю его информацию в луч света, посылают этот луч по оптоволоконному кабелю, а затем воссоздают первоначальный пучок атомов в другом месте. Ответственный за это исследование доктор Астон Брэдли назвал этот метод классической телепортацией.
Но из-за чего данный метод возможен? Он возможен из-за недавно открытого состояния вещества "конденсат Бозе-Эйнштейна", или КБЭ(На изображении слева он раскручен в эллипсоидной ловушке). Это одна из самых холодных субстанций во всей Вселенной. В природе самую низкую температуру можно обнаружить в космосе: 3 Кельвина, т.е. на три градуса выше абсолютного нуля. Это благодаря остаточной теплоте Большого взрыва, которая до сих пор заполняет Вселенную. Но КБЭ существует от одной миллионной до одной миллиардной градуса выше абсолютного нуля. Такую температуру можно получить только в лаборатории.
Когда вещество охлаждают до состояния КБЭ, все атомы сваливаются на самый низкий энергетический уровень и начинают вибрировать в унисон(становятся когерентными). Волновые функции всех этих атомов перекрываются, поэтому в каком-то смысле КБЭ напоминает гигантский «сверхатом». Существование этого вещества предсказали ещё Эйнштейн и Шатьендранат Бозе в 1925г., но этот конденсат был открыт только в 1995 в лабораториях Массачусетского технологического института и Университета Колорадо.
Итак, теперь рассмотрим сам принцип телепортации с участием КБЭ. Сначала набираются суперхолодная субстанция из атомов рубидия в состоянии КБЭ. Затем на это КБЭ направляются обычные атомы рубидия, электроны которых также начинают падать на самый низкий энергетический уровень, испуская при этом кванты света, которые в свою очередь передаются по оптоволоконному кабелю. Причём, этот луч содержит всю необходимую информацию для описания первоначального пучка вещества. Пройдя по кабелю, световой луч попадает в уже другой КБЭ, который превращает его в первоначальный поток вещества.
Учёные считают этот метод чрезвычайно многообещающим, но есть и свои проблемы. Например КБЭ очень сложно получить даже в лаборатории.

Вывод

Можем ли мы сказать с учетом всего уже достигнутого, когда мы сами получим эту удивительную способность? В ближайшие годы физики надеются телепортировать сложные молекулы. После этого несколько десятилетий наверняка уйдёт на разработку способа телепортации ДНК или, может быть, какого-нибудь вируса. Однако технические проблемы, которые необходимо будет преодолеть на пути к подобному достижению, поражают воображение. Скорее всего пройдёт немало столетий, прежде чем мы сможем телепортировать обычные предметы, если это вообще возможно.

Используемый материал: Митио Каку «Физика невозможного»

Наша Вселенная может быть всего лишь гигантской голограммой

Научный эксперимент немецких ученых под названием GEO600 по поиску гравитационных волн, который длится вот уже семь лет, привел к неожиданным результатам, сообщает журнал New Scientist.

С помощью специального прибора – интерферометра – физики собирались научно подтвердить один из выводов теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, во Вселенной существуют так называемые гравитационные волны - возмущения гравитационного поля, "рябь" ткани пространства-времени. Распространяясь со скоростью света, гравитационные волны предположительно порождают неравномерные движения масс крупных астрономических объектов: образование или столкновения черных дыр взрыв сверхновых и т.п. Ненаблюдаемость гравитационных волн наука объясняет тем, что гравитационные воздействия слабее электромагнитных. Ученые, затеявшие свой эксперимент в далеком 2002 году, предполагали обнаружить эти гравитационные волны, которые впоследствии могли бы стать источником ценной информации о так называемой темной материи, из которой в основном и состоит наш Вселенная. До сих пор GEO600 не удавалось обнаружить гравитационные волны, однако, судя по всему, ученым с помощью прибора удалось сделать крупнейшее за последние полвека открытие в области физики.

В течение многих месяцев специалисты никак не могли объяснить природу странных шумов, мешающих работе интерферометра, пока внезапно объяснение не предложил ученый-физик из научной лаборатории Fermilab . Согласно предположению Крейга Хогана, аппарат GEO600 столкнулся с фундаментальной границей пространственно-временного континуума – точкой, в котором пространство-время перестает быть сплошным континуумом, описанным Эйнштейном, и распадается на "зерна", словно фотография, увеличенная в несколько, превращается в скопление отдельных точек. "Похоже, что GEO600 наткнулся на микроскопические квантовые колебания пространства-времени", - предположил Хоган.

Если эта информация кажется вам недостаточно сенсационной, послушаем дальше: "Если GEO600 наткнулся на то, что я предполагаю, это означает, что мы живем в гигантской космической голограмме".

---
Продолжение статьи

Лекция - "Жидкий азот"

Загадка квантовой физики

Однако..

«Горячий лёд»

Неньютоновская жидкость

Вот уж действительно - "удивительное рядом".. А вы так не пробовали? Всего-то нужно: кукурузный крахмал да вода...