Новини науки
Уперше в світі фізикам з Німеччини вдалося з’єднати атоми у квантовий аналог мережі для передавання даних. Подальше збільшення таких зв’язків дасть змогу створити повноцінну квантову мережу, яка, безсумнівно, знайде широке практичне застосування. Генетики довели, що самки макак резус змінюють акт...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2012
|
| Назва видання: | Вісник НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/36966 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 80-83. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-36966 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-369662012-08-29T12:05:52Z Новини науки Новини науки Уперше в світі фізикам з Німеччини вдалося з’єднати атоми у квантовий аналог мережі для передавання даних. Подальше збільшення таких зв’язків дасть змогу створити повноцінну квантову мережу, яка, безсумнівно, знайде широке практичне застосування. Генетики довели, що самки макак резус змінюють активність свого геному залежно від їхнього соціального статусу в групі, вмикаючи та вимикаючи деякі гени, відповідальні за імунітет. Кліматологи встановили, що Берингів перешийок, який колись з’єднував Сибір і Північну Америку, мав істотний вплив на клімат у Північній півкулі. Зокрема, саме наявність цього перешийка викликала значні температурні коливання під час останнього льодовикового періоду. 2012 Article Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 80-83. — укр. 0372-6436 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/36966 uk Вісник НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Новини науки Новини науки |
| spellingShingle |
Новини науки Новини науки Новини науки Вісник НАН України |
| description |
Уперше в світі фізикам з Німеччини вдалося з’єднати атоми у квантовий аналог мережі для передавання даних. Подальше збільшення таких зв’язків дасть змогу створити повноцінну квантову мережу, яка, безсумнівно, знайде широке практичне застосування.
Генетики довели, що самки макак резус змінюють активність свого геному залежно від їхнього соціального статусу в групі, вмикаючи та вимикаючи деякі гени, відповідальні за імунітет.
Кліматологи встановили, що Берингів перешийок, який колись з’єднував Сибір і Північну Америку, мав істотний вплив на клімат у Північній півкулі. Зокрема, саме наявність цього перешийка викликала значні температурні коливання під час останнього льодовикового періоду. |
| format |
Article |
| title |
Новини науки |
| title_short |
Новини науки |
| title_full |
Новини науки |
| title_fullStr |
Новини науки |
| title_full_unstemmed |
Новини науки |
| title_sort |
новини науки |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Новини науки |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/36966 |
| citation_txt |
Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 6. — С. 80-83. — укр. |
| series |
Вісник НАН України |
| first_indexed |
2025-07-03T18:42:02Z |
| last_indexed |
2025-07-03T18:42:02Z |
| _version_ |
1836652295636385792 |
| fulltext |
80 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 6
НОВИНИ НАУКИ
Уперше в світі фізикам з Німеччини вдалося з’єднати атоми у квантовий аналог мережі для
передавання даних. Подальше збільшення таких зв’язків дасть змогу створити повноцінну
квантову мережу, яка, безсумнівно, знайде широке практичне застосування.
Генетики довели, що самки макак резус змінюють активність свого геному залежно від
їхнього соціального статусу в групі, вмикаючи та вимикаючи деякі гени, відповідальні за імуні-
тет.
Кліматологи встановили, що Берингів перешийок, який колись з’єднував Сибір і Північну
Америку, мав істотний вплив на клімат у Північній півкулі. Зокрема, саме наявність цього пе-
решийка викликала значні температурні коливання під час останнього льодовикового періоду.
ПЕРШИЙ КРОК ДО СТВОРЕННЯ
КВАНТОВОЇ МЕРЕЖІ
Уже понад десять років фізики розробля-
ють квантово-механічні методи захисту пе-
редавання та зберігання інформації. Метод
квантової криптографії теоретично може
створити абсолютно надійне комунікаційне
з’єднання, яке неможливо перехопити або
«зламати». В основу квантової криптографії
покладено принцип квантової заплутаності,
за якого квантові стани двох або більшої
кількості об’єктів виявляються взаємоза-
лежними, навіть якщо ці об’єкти рознесені в
просторі за межі будь-яких відомих взаємо-
дій. Наприклад, якщо для пари фотонів, що
перебувають у заплутаному стані, при вимі-
рюванні спіну першої частинки він виявля-
ється позитивним, то спін другої завжди
буде негативним, і навпаки. Більше того, не-
можливо дізнатися стан частинки, не зруй-
нувавши цього стану. Отже, маючи частинки
в стані квантової заплутаності й надсилаю-
чи одну з них адресату, можна передавати
ключі для розшифровування повідомлень.
Однак, якщо йдеться про створення не
просто каналу між двома фіксованими або-
нентами, а про побудову мережі, подібної до
комп’ютерної, виникає проблема вузлів, у
яких квантова інформація має бути роз-
шифрована і знову згенерована для відправ-
лення далі. Цей пункт стає точкою вразли-
вості. Її можна уникнути, якщо на всьому
протязі передавати інформацію лише у
квантовому вигляді. Для такої технології
потрібні квантові вузли, що складаються із
заплутаних між собою атомів, які поглина-
ють і випромінюють фотони. Дотепер побу-
дувати такі вузли для квантової мережі не
вдавалося.
Група німецьких фізиків з Інституту кван-
тової оптики Макса Планка під керівни-
цтвом доктора Штефана Ріттера (Stephan
Ritter) оголосила про успішний досвід зі
створення квантової заплутаності двох ато-
мів рубідію, які перебували в різних лабора-
торіях, розділених між собою вулицею (Rit-
ter S. et al. Nature, 484, (2012) doi: 10.1038/
nature11023).
В експерименті кожний з атомів знахо-
дився між двома дзеркалами, що майже іде-
ально відбивають світло. Їх розміщували на
відстані 0,5 мм одне від одного, утворюючи
оптичний резонатор, що давав змогу атомам
і фотонам ефективно взаємодіяти між со-
бою. Захоплення атомів у потрібній точці
вдалося здійснити за допомогою тонко на-
строєних лазерних променів.
Коли на атом А діяли лазером, він випускав
фотон, який залишав резонатор і проходив по
60-метровому оптичному волокну до атома В,
який поглинав фотон, приймаючи квантову
інформацію від атома А і набуваючи стану
81ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 6
НОВИНИ НАУКИ
квантової заплутаності з ним. Дослідники
вважають, що в такий спосіб можна «підклю-
чити до мережі» також і третій атом.
«Одержаний результат є значущим досяг-
ненням, — вважає фізик Ендрю Шилдс (An-
drew Shields), керівник групи квантової ін-
формації в компанії Toshiba Research Euro-
pe. — Раніше ми створювали мережу, що
передавала квантову інформацію, але для
цього нам доводилося перетворювати її на
класичну форму у вузлових точках. Цього
разу дослідники здійснили експеримент, в
якому інформація завжди залишалась у
квантовому вигляді».
Однак на шляху до практичного застосу-
вання такої квантової мережі перед фізиками
стоїть ще багато невирішених проблем, у
тому числі великі втрати фотонів на шляху
від одного атома до іншого та габарити й
складність пристроїв. Для проведення експе-
рименту дослідникам знадобилася величезна
кількість обладнання, яке доверху заповнило
кімнати лабораторії: лазери, оптичні елемен-
ти та інші пристрої, що обслуговували кож-
ний вузол квантової мережі.
Таким чином, наступним кроком розроб-
ників стане не лише збільшення кількості
вузлів мережі, а й їхня мініатюризація.
ВИСОКИЙ СОЦІАЛЬНИЙ СТАТУС
КОРИСНИЙ ДЛЯ ЗДОРОВ’Я
Група американських генетиків опубліку-
вала результати дослідження з вивчення
взаємозв’язку між соціальним становищем
макак резус і роботою близько тисячі різних
генів (Tung J. et al. Proc. Nat. Acad. Sci. (2012),
doi: 10.1073/pnas.1202734109).
Зв’язок між соціальним статусом і здо-
ров’ям був відомий давно, однак цей експе-
римент допоможе знайти відповідь на запи-
тання, що є причиною, а що наслідком: чи
може порушений імунітет або дисбаланс
певних хімічних речовин призвести до пев-
ної суспільної ролі або ж, навпаки, чи може
певний соціальний статус «налаштувати»
імунну та нервову системи? Дослідження
Дженні Тун (Jenny Tung), генетика з Універ-
ситету Дьюка (Північна Кароліна), та її ко-
лег переконливо доводить, що саме зміни в
статусі впливають на активність генів, від-
повідальних за стрес і стан імунної системи,
причому цей вплив виявляється досить
швидко.
Науковці працювали з 49 самками мака-
ки резус (Macaca mulatta), що утримували-
ся в неволі. Цьому виду мавп властива най-
жорсткіша соціальна ієрархія, крім того,
самки успадковують свій соціальний ранг
від матері.
На початку дослідження всі тварини по-
сідали середнє соціальне становище, маючи
певний доступ до їжі, води, партнерів для
спаровування і грумінгу. Потім із піддослід-
них макак сформували десять нових груп по
п’ять приматів у кожній. Тепер статус мавпи
залежав не стільки від її матері, скільки від
того, коли вона потрапила в нову групу, —
новачки зазвичай займають найнижчу ієрар-
хічну сходинку. Після адаптації в колективі
в макак відбирали проби крові та виділяли з
них РНК. Різницю в роботі генів, відобра-
жену у відносному вмісті їх РНК, визначали
за допомогою аналізу на ДНК-мікрочипах.
Вчені шукали гени, робота яких змінювала-
ся залежно від соціального стану приматів, а
не від індивідуальних особливостей.
Таким чином, у результаті моніторингу
експресії 6 097 генів вдалося визначити 987,
чутливих до соціального статусу. Серед них
були відповідальні за стрес, пов’язані з ро-
ботою мозку, а також 112 генів, залучених у
роботу імунної системи.
82 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 6
НОВИНИ НАУКИ
У процесі експерименту частина тварин
кілька разів змінювали своє соціальне ста-
новище, чого вчені не планували. Все ж
таки, науковці скористалися такою можли-
вістю і зробили аналіз крові цих мавп до і
після «ієрархічного підйому». Виявилося,
що робота генів змінилася слідом за корек-
цією со ціального стану.
Зміни на генному рівні були настільки
відтворюваними, що генетикам вдалося на-
віть вирішити зворотну задачу — передба-
чити соціальний статус макаки з аналізу її
крові. Для шести із семи тварин передбачен-
ня виявилося правильним.
Поки що залишається нез’ясованим, який
саме вплив чинить таке генетичне переми-
кання на стан здоров’я і який його механізм,
але для нижчих за статусом мавп воно вия-
вилося явно несприятливим — сім самок за-
хворіли і їх було виведено з експерименту.
БЕРИНГІЯ І СТАБІЛЬНІСТЬ
КЛІМАТУ ЗЕМЛІ
Більша частина останнього льодовикового
періоду характеризувалася різкими кліма-
тичними змінами. У, здавалося б, випадкові
моменти часу середня температура в районі
Північної Атлантики зазнавала значних ко-
ливань, амплітуда яких досягала понад 10°C.
При цьому зростання і зниження температу-
ри відбувалися з погляду геології практично
миттєво — усього за кілька десятків років.
Такі температурні аномалії почалися при-
близно 80 тис. років тому і тривали впродовж
70 тисячоліть. Фахівці й дотепер сперечають-
ся, що зумовило ці коливання — чи різка змі-
на сонячної активності, чи проста нестійкість
кліматичних процесів. Нове дослідження
міжнародної групи кліматологів, результати
якого було опубліковано у квітні цього року
(Hu A. et al. Proc. Nat. Acad. Sci. (2012), doi:
10.1073/pnas.1116014109), припускає іншу
причину — наявність сухопутного моста між
Азією і Північною Америкою.
За словами керівника проекту Айсюе Ху
(Aixue Hu) із Національного управління
океанічних і атмосферних досліджень у Ко-
лорадо (США), з кінця льодовикового пері-
оду і до сьогодні клімат залишається віднос-
но стабільним. Так само температура була
досить стабільною і на самому початку льо-
довикового періоду, близько 100 тис. років
тому. Що ж сталося через 20 тис. років? «А
ось що, — відповідає доктор Ху, — льодовики
Північної Америки та Євразії запасали все
більше і більше води, доки рівень моря не до-
сяг значення, приблизно на 50 м нижчого,
ніж він має сьогодні. В результаті між Аляс-
кою і Сибіром утворилася величезна смуга
суші — місцями її ширина сягала 1 500 км.
Стародавні тварини переміщувалися по ній
туди сюди, також багато дослідників вважа-
ють, що тим же шляхом людина потрапила в
Новий Світ». Проте, згідно з останніми до-
слідженнями Айсюе Ху з колегами, утворен-
ня Берингового перешийка (також відомого
як Берингія) мало величезні наслідки для
клімату Землі.
Група кліматологів проаналізувала дві
кліматичні моделі. В одній з них Берингова
протока була відкритою (як сьогодні), а в ін-
шій — північна частина Тихого океану була
відокремлена від Північного Льодовитого.
У кожній моделі дослідники поступово до-
давали в Північну Атлантику прісну воду
між 20° і 50° північної широти. Експерти
розсудили, що ця зона (від Великої Британії
до Куби) мала б одержувати велику кіль-
кість талої води внаслідок танення льодови-
ків Північної півкулі в теплі кліматичні пе-
83ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 6
НОВИНИ НАУКИ
ріоди. Сьогодні поверхневі води цієї смуги
впливають на температуру і солоність більш
північних вод — там, де ці води охолоджу-
ються, опускаються на дно і потім течуть на
південь, відіграючи важливу роль у світовій
циркуляції океану.
В обох моделях прісних поверхневих вод
ставало так багато, що вони фактично ніко-
ли не виявлялися щільнішими за солону
воду і не опускалися донизу. Циркуляція
порушувалася, і наставало похолодання.
Однак у моделі, де Берингова протока була
закритою, циркуляція відновлювалася за
1 400 років, а у разі відкритої протоки для
цього знадобилося лише 4 століття. Отри-
мані дані свідчать про те, що у разі наявності
протоки між континентами вся система оке-
анічних течій виявляється досить стійкою.
Щоразу, коли циркуляція океану порушува-
лася, температура Гренландії в моделях різ-
ко падала на 12°C, що приблизно відповідає
даним, одержаним під час аналізу гренланд-
ських кернів.
За оцінками провідних фахівців, резуль-
тати моделювання, яке було проведене
групою доктора Ху, свідчать про те, що ни-
нішній клімат може бути стійкішим, ніж
припускає сучасна кліматологія, зокрема,
через наявність Берингової протоки. Як
наслідок, це може позначитися на сьогод-
нішніх уявленнях щодо впливу промисло-
вої діяльності людства на зміни клімату
планети.
Джерела:
http://www.nature.com/
http://www.sciencemag.org
|