Научные прорывы 2012 года

В этом году в науке случилось действительно много чего интересного. От нахождения долгожданной субатомной частицы до расширения внеземных пределов для освоения. В 2012 году наука была очень молодец?,стало известно Ukrday.com.

И хотя не все научные открытия пока на сто процентов проверены, они вызвали широкий резонанс по всему миру. Представляем вашему вниманию топ самых значительных и важных открытий в науке за ушедший год.

Открыт бозон Хиггса

В июле физики на Большом адронном коллайдере завершили пятидесятилетние поиски одним объявлением: найден бозон Хиггса. Эта неуловимая ранее частица отвечает за массу других субатомных элементов, таких как протоны и электроны. И это последний паззл в так называемой Стандартной модели, описывающей взаимодействие всех известных частиц и сил. И хотя исследователи с БАК были весьма осторожны, называя свою находку «похожей на Хиггса» частицей, пока не проверены все данные, находка была воспринята преобладающей частью мира как прорыв в науке и положила начало новой эры фундаментальных физических исследований.

Кстати, сейчас БАК закрыт на модернизацию, а значит будет заниматься поисками дальше, с удвоенной мощностью.

История еще далека от завершения. Ученые надеялись, что обнаружение хиггсовского бозона или его отсутствие покажет физику за пределами Стандартной модели, у которой есть масса проблем и несоответствий, требующих разрешения. Но частица оказалась абсолютно нормально, практически без отклонений от того, что было предсказано Стандартной моделью. Хорошо это или плохо, непонятно. БАК закрывается и начнет работать в 2015 году, лишь ненадолго запустившись в 2013 для проверки. После ремонта ученые займутся исследованием субатомного мира на более высоких энергиях, и мы, наверное, увидим еще много чего интересного.

На изображении выше: данные с эксперимента CMS, которые помогли открыть бозон Хиггса. Желтые и зеленые линии — это сигналы, указывающие на распад частицы Хиггса.

Кьюриосити приземлился на Марс

Миллионам людей пришлось поздно лечь или рано встать, чтобы стать свидетелем волнительной, но чрезвычайно успешной посадки новейшего и самого лучшего марсохода NASA на Марс, Кьюриосити. 6 августа. Тревога появилась незадолго до начала мероприятия и не исчезла до тех пор, пока марсоход не совершил головокружительное приземление, включая полностью автоматизированные «семь минут ужаса» и никогда ранее не применявшийся маневр «небесный кран». Инженеры из центра управления полетами взорвались смехом, аплодисментами и даже пустили скупую мужскую слезу, когда произошел контакт. Всю последовательность можно воссоздать по видео, сделанному теми же ребятами из NASA.

Следите за хрониками марсохода Кьюриосити на Марсе вместе с нами.

С момента приземления Кьюриосити стал любимцем публики, отправляя нам невероятную информацию о породах и реголитах, об атмосфере и составе материалов на красной планете. Но что самое важное, он отправил снимки, фотографии и еще фотографии, много фотографий, позволяя нам, которым не снится рокот космодрома, побывать на Марсе. Теперь марсоход будет медленно взбираться на гору Лезвие (Mount Sharp) в течение двух с половиной лет, собирая данные о возможном наличии органики в почве и признаки обитаемости Марса, в прошлом или настоящем. Вообще миссия удалась настолько, что NASA анонсировало постройку нового марсохода, который будет построен по образу и подобию Кьюриосити и отправится на Марс в 2020 году. И назвать его, как думают многие наши читатели, следует «Я должен быть на Титане».

На изображении: центр управления полетами NASA в тот момент, когда получен сигнал об успешном приземлении Кьюриосити.

Рост редких генетических отклонений

В конце первого десятилетия нового тысячелетия, после первой большой волны исследований генетических заболеваний, исследователи пришли к странному выводу: большинство распространенных заболеваний и отклонений, которые явно были наследственными, лишь небольшую часть из них можно было связать с генами. Этот парадокс был назван «потерянная наследуемость».

В то же время исследователи проанализировали только самые распространенные типы генетических отклонений. В прошлом году были опубликованы результаты исследований. Итог: подавляющее большинство генетических отклонений чрезвычайно редки и возникали только за последние несколько тысяч лет как результат бумов человеческой популяции.

На рисунке выше это визуально представлено. В верхней строке показаны генетические отклонений, найденные в каждой хромосоме, до (слева) и после (справа) бума. В нижней части показан возраст отклонения. Все указывает на то, что вредные отклонения настолько новы, что естественный отбор никак не может их просеять, отсеять и не справляется с ними. Это достаточно тревожные новости для человеческого здоровья, но есть и светлая сторона. Накопление новых генетических отклонений показывает, что люди более склонны к эволюции, чем когда-либо.

Секвенирование генома для плода

В июне исследователи из Вашингтонского университета в Сиэттле объявили об успешном секвенировании полного генома плода, используя только фрагменты ДНК, плавающие в крови матери. В отличие от предыдущих методов, этот был абсолютно неинвазивный и не представлял угрозы для будущего ребенка. Ученые говорят, что тест можно будет делать в клинике уже через пять лет — весьма оптимистичный взгляд, но даже если это займет десять лет, последствия будут ошеломительными.

Генетические тесты для новорожденных уже стали рутиной. Миллионы родителей желают проверить свои плоды на предмет наличия в них изъянов и потенциальных проблем. При этом сканирование теоретически может предупредить внезапную смертность, спасти жизнь, облегчить боль. Предрасположенность к болезням, пороки и недуги — все это тоже будет видно. Другой сложный вопрос — что делать родителям с этой информацией. Есть ли ограничение того, как много генетической информации о ребенке должны знать родители? И как много информации нужно сообщить самому ребенку? Ни на один из этих вопросов нет однозначного ответа, и они будут обсуждаться в ближайшие годы.

Квантовую телепортацию произвели на рекордном расстоянии

Летом две команды исследователей, одна из Китая, другая из Австрии, побили рекорд расстояния, на котором была осуществлена квантовая телепортация — более 80 километров по воздуху. Такой эффект достижим благодаря явлению запутанности — две запутанных частицы, фотоны, например, обладают одинаковыми свойствами. С помощью третьей частицы характеристики одной из частиц отправляются на определенную дистанцию, создавая удаленную копию.

Сейчас ученые раздумывают о том, как в один прекрасный день смогут телепортировать частицы на космический спутник и обратно, в любое место на Земле. Такая технология позволит передавать информацию без риска быть взломанным, перехваченным или подслушанным и может лечь в основу квантового интернета. Китай планирует проверить эту возможность с выделенным квантовым информационным спутником, который будет запущен в 2016 году.

Новый химический код жизни

Последние три миллиарда лет жизнь на Земле опиралась на две молекулы, хранящие информацию, ДНК и РНК. Теперь есть и третий носитель: КНК. Это полимер, синтезированный молекулярными биологами Витором Пиньейру (Vitor Pinheiro) и Филиппом Холлигером (Philipp Holliger) в британском Medical Research Council. КНК расшифровывается как ксенонуклеиновая кислота (XNA).

Как и ДНК, КНК способна хранить генетическую информацию и развиваться путем естественного отбора. В отличие от ДНК, ей можно осторожно манипулировать. Сейчас исследователи полагают, что КНК можно использовать в промышленных и медицинских целях. Также она будет полезным инструментом для исследователей, изучающих происхождений жизни. Тем не менее, как КНК, так и человеческое понимание слишком примитивны для того, чтобы синтезировать форму жизни, фундаментально отличающуюся от любой, известной нам.

SpaceX состыковалась с МКС

Это был очень хороший год для корпорации технологий освоения космоса, более известной как SpaceX. После успешного запуска и выхода на орбиту ракеты Dragon в 2010 году — первый раз, когда частная компания вышла на орбиту — SpaceX отметилась еще большей вехой в 2012 году. В мае ее Dragon впервые состыковалась с МКС. Второй успешный запуск в октябре доставил груз на орбитальную лабораторию, доказав, что SpaceX способна доставлять грузы и, возможно, американских астронавтов на Международную космическую станцию.

Пока неизвестно, что это обещает в долгосрочной перспективе, но если верить основателю SpaceX, уже в следующем году корпорацию постарается показать прототип многоразовой ракеты. Сейчас компания закрепила за собой репутацию наиболее успешной среди частных космических компаний. Напомним, не так давно NASA заключила контракты с тремя производителями ракет с условием, что к определенному сроку у космического агентства будет хотя бы один корабль для доставки астронавтов на орбите. В их число вошла и SpaceX.

При всем этом у SpaceX куда более грандиозные и амбициозные цели: Элон Маск горит желанием построить первую колонию на Марсе.

Земной близнец среди экзопланет

Скалистая, размером почти с Землю, экзопланета кружит вокруг Альфы Центавра B, одной из звезд в ближайшей к нам звездной системе. В октябре стало известно, что планета находится всего в 4,4 световых лет от Земли. Но с годом, который длится 3,2 земных дня, планета, видимо, находится слишком близко к звезде, чтобы предполагать наличие жизни на ней.

Ученые подозревают, что в системе Альфы Центавра с тремя солнцами может быть и больше планет. Логика проста: где есть скалистая планета, может быть и еще. Но в скором времени визит туда не предполагается. Хотя Альфа Центавра является пунктом номер один в гипотетических межзвездных перелетах, современных технологий пока не хватает, чтобы долететь до соседней звездной системы.

На изображении: планета размером с Землю вращается вокруг Альфы Центавра B. Глазами художника.

Ученые добрались до озера Восток

После более десяти лет бурения, русские ученые наконец добрались до озера Восток — антарктического озера возрастом 14 миллионов лед, похороненного подо льдом. Восток является самым большим из трехсот озер в южной полярной шапке. Наши соотечественники пробурили 3,5 километра толщи льда, прежде чем добраться до поверхности озера.

В октябре предварительный анализ льда, который застыл на кончике сверла, показал отсутствие микробной жизни в нетронутом подледном оазисе, что стало разочарование для тех, кто надеялся на наличие экстремофилов, живущих в ледяной тьме. Но озеро само по себе может хранить жизнь, и две команды из США и Великобритании находятся в Антарктиде, готовясь бурить лед и забрать образцы из озера Восток.

Окончание инвазивных исследований шимпанзе

В течение многих десятилетий инвазивные исследования шимпанзе бросали тень на честь и совесть медицины в США. Ближайший родственник человека, очевидно, способен мыслить и чувствовать как и мы, но тысячи из них были подвергнуты жестоким процедурам, о которых даже самый циничный не сможет думать без содрогания. Даже после того, как все страны мира прекратили инвазивные исследования шимпанзе, в Америке занимались этим до конца.

В конце 2011 года группа экспертов, созванная Институтом медицины, утвердила, что инвазивные исследования не только жестоки, но и не нужны. Многие защитники животных приветствовали их решение. Оставалось неопределенным только остановит ли Национальный институт здоровья, крупнейший спонсор опытов над шимпанзе, исследования фактически.

В сентябре НИЗ объявил о прекращении измывательств над 110 шимпанзе. Другие 475 остались в правительственных лабораториях и еще 500 или около того находятся в частной собственности фармацевтических компаний. Одно стало известно наверняка: медицинские исследования шимпанзе больше не являются приемлемыми. Они подошли к концу.

2012 подходит к концу и конца света мы так и не дождались. Впрочем, если угроза нашему существованию и будет, есть одна надежда на спасение — наука.