Невероятная наука

Нобелевскую премию по физике в 2016 году присудили трем исследователям из США: одна половина досталась Дэвиду Таулесу из Вашингтонского университета в Сиэтле и его ученику Майклу Костерлицу из Университета Брауна в Провиденсе, вторая — тому же Таулесу и Дункану Холдейну из Принстонского университета. Поводом стали их теоретические работы, позволившие разобраться в том, что с легкой руки Таулеса — Костерлица получило название «топологический фазовый переход» применительно к физике твердого тела, а затем было обобщено в виде «топологических форм материи» на широкий круг явлений вплоть до космологии.

Процесс кристаллизации складывается из множества элементарных актов, в каждом из которых частичка строительного материала тем или иным способом попадает к растущему кристаллу и адсорбируется им. Иными словами, процесс кристаллизации складывается из двух последовательных процессов — доставки строительного материала и его адсорбции. Более медленный из них и определяет скорость роста кристалла.

Почему живые организмы имеют определенную форму, какие силы эту форму создают? Ответ на этот вопрос важен не только для фундаментальной науки. Расшифровав механизмы построения и поддержания формы того или иного органа или системы органов, мы будем глубже понимать причины наследственных заболеваний и других патологий, а возможно, и добьемся прорыва в регенеративной медицине.

На основе строения гекконовых «липучек» уже сделаны всевозможные устройства для лазанья по стенам и висения на потолке, и они настолько успешно работают, что возникает вопрос: а регулирует ли геккон силу адгезии или его дело только лапы переставлять, в то время как липучесть пальцев — свойство их покрытия, «фундаментально пассивное», как выразились авторы одной статьи.

Наша черная дыра SgrA находится в созвездии Стрельца. Там лежит центр вращения Млечного Пути, а в нем, как и положено всякой уважающей себя галактике, расположен объект, похожий на сверхмассивную черную дыру. Хотя расстояние от Земли до нее огромно — 8,5 тысяч парсеков, которые свет преодолевает за 25 тысяч лет, — это единственная черная дыра, устройство которой можно пытаться разглядывать имеющимися приборами, об остальных судят по косвенным признакам.

До сих пор не угасает накал страстей вокруг физических, астрономических и философских следствий из общей теории относительности. Каждый год появляются подтверждения, дополнения, расширения и, разумеется, опровержения великого творения Эйнштейна. Однако фундамент ОТО пока непоколебим. Между тем историки науки до сих пор находят неизвестные работы Эйнштейна, в которых он строил удивительные модели Вселенной.

Второй сеанс эксплуатации Большого адронного коллайдера (БАК), начатый 3 июня 2015 года, позволил получить рекордное удвоение энергии частиц до 13 тераэлектронвольт. Это вызвало поток интересных данных. В частности, были обнаружены все ранее открытые частицы Стандартной модели, кроме бозона Хиггса, выявление следов которого в свежеполученных данных потребует некоторого времени. А из нового самой интересной оказалась давно ожидаемая находка удивительной частицы — пентакварка.

«Графен: материалы Флатландии» — так называлась нобелевская лекция Константина Сергеевича Новосёлова, прочитанная им в 2010 году. Название содержит аллюзию на фантастическую притчу английского теолога Эдвина Эббота «Флатландия: роман во многих измерениях», впервые изданную в 1884 году, — двумерный герой этой книги открывает для себя трехмерный мир. В нашем мире именно Константин Новосёлов был одним из первооткрывателей Флатландии, новой страны в научном мире, если говорить научным языком — области двумерных материалов.

Одно из самых убийственных обвинений, которые могут быть предъявлены ученому, это обвинение в невоспроизводимости представленных им результатов. Оно губит репутацию, рушит карьеру, вплоть до изгнания из научного сообщества, приводит к закрытию научного направления, к его вытеснению за пределы истинной науки и навешиванию разных уничижительных приставок — лже-, пара-, псевдо- и т. д. Когда звучат обвинения в невоспроизводимости «отдельных» исследований, подразумевается, что подавляющая часть остальных хорошо воспроизводима. Но так ли это?

Непонятные, необъяснимые эксперименты могут стать предвестниками открытий в науке, как это уже случалось. Одна из таких горячих в прямом и переносном смысле тем — так называемые низкоэнергетические ядерные реакции, которые сегодня именуют LENR — Low-Energy Nuclear Reaction.

Рентгеновское излучение — это электромагнитные волны, как и обычный свет. Со светом работают, преломляя, отражая, поглощая, рассеивая и другими методами. Скажем, линзы и призмы — это прежде всего преломление. С рентгеном так не выйдет — он хорошо поглощается и плохо преломляется. Однако оказывается, что если ограничиваться элементами с атомными малыми атомными номерами до 12–14 и исхитриться сделать линзу с радиусом кривизны один микрон и менее, то рентгеновское излучение можно сфокусировать.

Многие физики могли открыть «рентгеновы лучи» — порчу пластинок, которые имели несчастье лежать не там, где надо, видели и Никола Тесла, и Уильям Крукс, и Генрих Герц, и Филипп Ленард. Но никто не спросил себя: а почему они засвечиваются, если катодные лучи до них добраться никак не могут?
Окончание. Начало в № 5.

Две независимые исследовательские команды из университета в Цинциннати (США) сделали очередной шаг вперед в выращивании человеческих органов из стволовых клеток. Они создали миниатюрный желудок, похожий по структуре на настоящий, и функциональный кишечник, который способен переваривать пищу.

История пузырькового термоядерного синтеза, он же bubblefusion или sonofusion, полна загадок, нестыковок и трагедий. В околонаучной американской прессе ее даже окрестили «баблгейт».

Продолжая тему фильма «Интерстеллар» (см. «Химию и жизнь» 2015 №2), мы рассматриваем вопрос, широко обсуждаемый в СМИ и соцсетях: правда ли, что в фильме полно ошибок, или его создатели сумели примирить законы жанра с законами физики? На этот вопрос отвечает астрофизик и писатель-фантаст Павел Амнуэль.

С самого рождения технологии работы с металлом — а случилось это примерно шесть тысяч лет тому назад — в руках кузнеца были два способа придать металлу нужную форму: ковка и литье. Поскольку идеальных технологий не бывает, оба способа имеют недостатки. А в 20-е годы XX века в руках мастеров оказался новый метод — порошковая металлургия. За прошедшие с тех пор сто лет порошковая металлургия не получила очень уж широкого распространения, но, несомненно, это один из символов современных высоких технологий, без которых серийное высокоточное производство механизмов трудно представить.