Стена - OpenVK

Ученые заменили кардиостимулятор ультразвуковым пластырем

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали бесхирургическую альтернативу традиционным кардиостимуляторам — носимый пластырь размером с почтовую марку. Устройство крепится на грудь и управляет ритмом сердца с помощью сфокусированных ультразвуковых волн.

Технология основана на соногенетике — методе, при котором генетически модифицированные клетки реагируют на звук. Пациенту однократно вводят препарат, который добавляет в клетки сердца особые ионные каналы. Когда пластырь из высокоочищенного гидрогеля испускает акустический импульс, эти каналы открываются, внутрь проникает кальций, и сердце сокращается.

Лабораторные тесты на измененных клетках сердца человека и живых крысах с аритмией показали, что миниатюрный прибор мгновенно выравнивает опасный ритм. В планах авторов — объединить эту технологию со своими прошлыми наработками, чтобы создать единый «умный» пластырь, который будет одновременно сканировать органы и автоматически купировать аритмию. Показать больше

E=mc² опубликовали
1 июн. в 18:31

Физики добились 20-кратного увеличения взаимодействия лазера без увеличения энергопотребления, используя квантовые технологии

Ученые из Восточно-Китайского педагогического университета нашли способ многократно усилить взаимодействие сверхбыстрого лазерного излучения с веществом, не увеличивая общую мощность прибора.

Многие передовые оптические эффекты, необходимые для аттосекундной физики (изучающей процессы за 10⁻¹⁸ секунды) и сверхбыстрой визуализации, основаны на нелинейных взаимодействиях, когда несколько фотонов воздействуют на материю одновременно. Обычно для этого требуются мощные лазерные импульсы, способные разрушить исследуемый материал.

Вместо наращивания мощности авторы изменили квантово-статистические свойства самого света, применив яркий сжатый вакуум. В таком состоянии плотность фотонов колеблется, создавая кратковременные всплески высокой мгновенной интенсивности при скромной средней энергии.

Ученые проверили метод на атомах натрия, запустив процесс туннельной ионизации. Импульс яркого сжатого вакуума со средней энергией всего 300 наноджоулей вызвал такой же эффект, как обычный лазер, превосходящий его по интенсивности более чем в 20 раз. Новая технология позволяет точно настраивать силу взаимодействия и снижает риск тепловых повреждений. Показать больше

E=mc² опубликовали
28 мая в 22:37

ВРЕМЯ. Фильм Алексея Семихатова

Многие из нас жалеют, что в сутках всего 24 часа. Для некоторых это ресурс, ради которого бывает не жалко пожертвовать многим. Но что же такое время, какими свойствами оно обладает? Кто, как и когда первым начал измерять время, когда появились календари и часы? Как течет время далеко от Земли, может ли оно остановиться или пойти другим путем, как, где и почему искривляется пространство-время? Сможем ли мы когда-нибудь отправиться в прошлое и будущее, и к каким парадоксам это может привести?
Показать больше

ВРЕМЯ. Фильм Алексея Семихатова

E=mc² опубликовали
28 мая в 09:39

Эластичный электронный пластырь, способный анализировать медицинские показатели непосредственно на теле человека за считаные миллисекунды

Его разработали ученые из Чикагского университета. Устройству не нужно отправлять информацию на внешние серверы, что критически важно в экстренных ситуациях.

Прибор состоит из органических электрохимических транзисторов и использует принципы нейроморфных вычислений, имитирующих работу человеческого мозга. Благодаря специальному полимерному гелю, затвердевающему под ультрафиолетом, инженерам удалось разместить около 10 000 транзисторов на одном квадратном сантиметре эластичной поверхности. Устройство эффективно работает даже при растяжении в 1,5 раза.

В ходе тестов система с точностью 99,6% выявила опасные нарушения сердечного ритма (фибрилляцию желудочков). Кроме того, встроенная нейросеть с точностью 83,5% оценила риски инфаркта на основе данных холестерина, сахара в крови и ЭКГ. В планах разработчиков — интеграция пластыря с беспроводными системами связи. Показать больше

E=mc² опубликовали
27 мая в 10:18

Марсианский робот-неваляшка и дроны-семена

Ученые из Технологического института Нью-Мексико под руководством доцента Мостафы Хассаналиана разработали концепцию роботов для исследования подземных лавовых трубок на Марсе. Эти огромные тоннели, достигающие в ширину более 250 метров и растягивающиеся более чем на 1200 километров, могут защитить будущие экипажи марсианских миссий от космической радиации и сурового климата, а также скрывать запасы водяного льда и следы древней микробной жизни.

Традиционные марсоходы слишком велики для проникновения в пещеры. Новая система предлагает использовать круглого робота-неваляшку, который спустится в провал лавовой трубки на парашюте и выпустит рой крошечных микробеспилотников, созданных по образу семян одуванчика. Легкие аппараты будут перемещаться за счет воздушных потоков, измерять температуру, влажность и составлять карту тоннелей. Чтобы работать в полной темноте без солнечных батарей, они будут использовать пьезоэлектрические материалы, вырабатывающие энергию от механических деформаций. Сейчас технологию тестируют в вулканических пещерах на Земле, оптимизируя дальность связи и энергоэффективность дронов перед потенциальной миссией в район вулкана гора Арсия. Показать больше

E=mc² опубликовали
25 мая в 12:20

Физики зафиксировали квантовое «отрицательное время»

Канадские ученые из Университета Торонто и их австралийские коллеги из Университета Гриффита экспериментально подтвердили существование парадоксального квантового эффекта. В ходе исследования выяснилось, что фотоны способны покидать облако атомов еще до того, как полностью в него войдут.

Чтобы доказать реальность «отрицательного времени» взаимодействия, физики отказались от простого фиксирования частиц на детекторе. Вместо этого они сосредоточились на самих атомах, измеряя время их нахождения в возбужденном состоянии с помощью вспомогательного светового луча. Так как квантовые системы крайне чувствительны к наблюдению, исследователи применили метод «слабых измерений». Этот способ почти не нарушает ход эксперимента, но создает много шума.

Для получения четкого сигнала авторам работы пришлось провести около одного миллиона испытаний. Сбор данных на нескольких установках занял примерно 70 часов. Результаты подтвердили гипотезу 1993 года об «отрицательном времени» транзита. Как отмечает соавтор исследования Ховард Вайзман, речь идет не о создании машины времени, а о еще одном удивительном свойстве стандартной квантовой физики. В планах ученых — изучить рассеянные фотоны, которые могут нести «положительное время» и компенсировать этот эффект. Показать больше

E=mc² опубликовали
20 мая в 11:30

Идеальное место для космической связи в самых мрачных уголках Луны

Ученые предложили разместить лазерную систему высокой стабильности внутри погруженных в вечную тьму кратеров в районе южного полюса Луны. Экстремальный холод и глубокий вакуум помогут создать одну из самых точных систем синхронизации времени и навигации.

Температура в неосвещаемых регионах держится около 50 кельвинов. Такие условия снижают тепловой шум, вибрации и нестабильность поверхности, мешающие оптическим приборам на Земле. В основе концепции лежит оптический кремниевый резонатор. Устройство пропускает между зеркалами лишь световые волны определенных частот, стабилизируя излучение лазера. Физик Джун Е из Национального института стандартов и технологий и Объединенного института лабораторной астрофизики пояснил: при излучении остаточного тепла в космос резонатор охладится до 16 кельвинов без криостатов. При такой температуре кремний не расширяется и не сжимается от микроколебаний тепла.

Стабильный лазер станет эталоном для лунного аналога спутниковой навигации, поможет сажать корабли в условиях плохой видимости и синхронизировать оптические атомные часы. Сеть таких приборов позволит измерять расстояния между объектами и фиксировать рябь пространства-времени. Модули планируют доставить роботами или астронавтами миссий «Артемида». Первые тесты на низкой околоземной орбите начнутся через несколько лет, а развертывание на Луне ожидается в текущем десятилетии. Показать больше

E=mc² опубликовали
19 мая в 16:22

Левши составляют около 10% населения планеты, и исследования показывают, что у них есть ряд особенностей по сравнению с правшами.

Статистически среди левшей чаще встречаются люди с развитым креативным и нестандартным мышлением.

Некоторые исследования также связывают леворукость с более высокими способностями к пространственному восприятию, музыке, искусству и отдельным видам математического мышления.

Среди известных ученых, художников и спортсменов левшей больше, чем можно было бы ожидать по их доле в населении.

Считается, что это связано с особенностями работы полушарий мозга и обработки информации.

Однако есть и обратная сторона.

Исследования показывают, что у левшей немного выше вероятность тревожных расстройств, СДВГ, дислексии, депрессии и ряда других нарушений. Показать больше

E=mc² опубликовали
19 мая в 08:36

Маршрут к Луне «эконом-класса», который может оказаться наиболее эффективным с точки зрения экономии топлива

Учёные из Коимбрского университета в Португалии рассчитали экономичный маршрут к Луне, позволяющий значительно сократить расход топлива. Исследование, опубликованное в журнале Astrodynamics, описывает траекторию, которая экономит как минимум 58,80 м/с характеристической скорости по сравнению с известными оптимальными путями.

Используя математический метод теории функциональных связей (TFC), исследователи смоделировали около 30 миллионов вариантов движения в рамках ограниченной круговой задачи трёх тел (Земля, Луна и космический аппарат). Вместо прямого перелёта инженеры предлагают направить корабль по не очевидному пути: сначала он совершает близкий облёт Луны, действующий как гравитационный манёвр, а затем выходит на невидимые «космические магистрали» — стабильные многообразия в районе точки Лагранжа L1, где притяжение Земли и Луны уравновешивают друг друга.

Общие затраты на весь тридцатидвухдневный перелёт составляют около 3991,60 м/с. Хотя это не самый быстрый путь, экономия в 1–2 % позволяет существенно увеличить массу полезной нагрузки или снизить стоимость запуска. Показать больше

E=mc² опубликовали
17 мая в 10:20

Мягкий имплантат снижает артериальное давление без лекарств

Инженеры из Университета штата Пенсильвания разработали эластичное электронное устройство CaroFlex, которое устанавливается на крупную артерию и снижает артериальное давление с помощью мягкой электрической стимуляции. Технология создана для пациентов с устойчивой к лекарствам гипертонией.

В отличие от жестких металлических аналогов, CaroFlex напечатан на 3D-принтере из проводящих гидрогелей, повторяющих гибкость живых тканей. Устройство крепится к стенке сонной артерии в области сонного синуса с помощью клейкого гидрогелевого слоя без использования хирургических швов, которые часто повреждают сосуды.

Имплантат воздействует на барорефлекс — врожденную систему регуляции давления. Посылая низкочастотные импульсы, он стимулирует рецепторы, заставляя организм снижать тонус сосудов. В ходе лабораторных тестов материал растягивался более чем в два раза без разрывов, а клей сохранял свойства после шести месяцев хранения.

Испытания на крысах показали, что четыре из пяти режимов стимуляции снизили давление в среднем более чем на 15%. Через две недели после операции у животных не обнаружили признаков воспаления. В планах ученых — оптимизация устройства и переход к крупным животным и клиническим тестам на людях. Показать больше