Заканчивается год, и наступает время подвести итоги. Нам с вами посчастливилось жить в удивительном стремительно меняющемся мире, где любая даже сумасшедшая идея имеет возможность воплотиться в суровой реальности. Прогресс уже не просто идёт, и даже уже не бежит – он просто летит навстречу будущему. Так что же такого интересного удалось в этом году сотворить учёным?

Энергетика является одной из основ, помогающих нам выживать в современном мире. Учёные затрачивают множество усилий, чтобы модернизировать существующие и по возможности создавать новые, и более мощные источники энергии. Исследователи Дэлаверского Университета изобрели солнечную батарею нового поколения, обладающую рекордной эффективностью – 42.8%. Батарея, которая выполняется на основе поликристаллического кремния, обладает особой конструкцией: в ней содержится уникальная оптическая система, разделяющая солнечный свет на несколько пучков с различной энергией и направляющая их на соответствующие приемники. Система обладает также высокими собирательными способностями и умеет направлять солнечные лучи, которые падают под различными углами, на элемент. Предыдущий рекорд ставила компания Boeing-Spectrolab, создавшая в декабре 2006 года батарею с эффективностью 40.7 %.

Наукой ныне увлекаются не только зубры, но и также просто умные люди. В прошедшем году новую «Теорию всего» предложил Энтони Гаррет Лиси, гавайский ученый-любитель. Да, именно эту самую теорию, о которую в своё время даже великий Альберт Эйнштейн обломал зубы. В её рамках, при использовании группы Е8 – алгебраической структуры, описывающей симметрию в 57-мерном пространстве, линейное представление которой насчитывает аж 248 измерений, - ему удалось описать все известные на сей день фундаментальные взаимодействия: гравитационные, сильные, слабые и электромагнитные. Правда, по поводу точности теории Лиси мнения маститых ученых разделились.

Первым человеком, ступившим на Луну, был астронавт NASA Нейл Армстронг. Вспоминая кадры, показанные NASA, можно обратить внимание, как неуклюже астронавты передвигаются в громоздких скафандрах. Ученые Массачусетского технологического института для того, чтобы облегчить космические исследования разработали новый тип космического скафандра – Biosuit. Его сделают из современных полимерных и композиционных материалов и разреженность среды он будет компенсировать механически. Стоит отметить, что пока вариант «биоскафандра», который представлен в этом году является только прототипом: разработчики ещё собираются преодолеть много сложностей, сделать подбор оптимальной конструкции, а также решить проблему обеспечения астронавта воздухом.

Самым интересным, по нашему мнению, открытием в данной области этого года оказалось создание американскими учеными на основе одной единственной нанотрубки радиоприемника. Новое устройство было основано на явлении автоэлектронной эмиссии, состоящей в способности проводящих острий, размещенных в достаточно сильном электрическом поле, испускать электроны. Исследователями обнаружено, что эмиссионные свойства нанотрубок на порядок выше, чем у вольфрамовых игл, обычно используемых в автоэмиссионных экспериментах. Постоянное напряжение, достаточное для возникновения в цепи вакуумного диода заметного автоэмиссионного тока, подаётся на острие трубки. В поле радиоволны нанотрубка совершает вынужденные колебания, изменяя эмиссионный ток; при этом острием нанотрубки радиосигнал усиливается, а выходной сигнал детектируется самим диодом. Воодушевленные своим открытием изобретатели, предвкушают скорое внедрение в массовое производство нанорадиоприемных устройств нового типа. По их мнению, устройство будет очень востребованным в качестве компонентов беспроводных коммуникаторов, и кроме того будет применяться при решении прикладных задач биологии и медицины.

Американскими физиками-ядерщиками также не зря получается зарплата. Так, исследователям из Калифорнийского университета в Риверсайде удалось отметиться новейшим достижением в деле изучения взаимодействия материи с антиматерией. Им удалось получить молекулярный позитроний (Ps2) (систему, которая состоит из двух электронов и двух позитронов) и отметить его появление. Появление позитрония было предсказано в 2005 году, однако, подтвердить эту теорию сумели только сейчас, когда современные методы исследования достигли достаточной чувствительности отрезков времени порядка микросекунды. Именно столько существует позитроний, после чего позитрон с электроном аннигилируют с выбросом гамма-кванта. Из-за значительно меньшей, чем у водорода, массы молекулярный позитроний имеет совершенно иную структуру. В такой молекуле нельзя выделить два атома, так как все четыре частицы, которые образуют позитроний, сложным образом движутся вокруг друг друга. Однако, оказалось, что даже за столь короткое время успевают появиться двухатомные молекулы Ps2.

Практически одновременно в этом году в журналах Cell и Science были опубликованы открытия японских и американских исследователей, превращающее клетки соединительной ткани – фибробласты – в неспециализированные полипотентные стволовые клетки, которые аналогичны по своим свойствам клеткам эмбрионов. Новооткрытая технология не нуждается для использования в человеческих эмбрионах, а это избавит учёных от непродуктивных дискуссий об этике научных исследований и праве на жизнь оплодотворённых яйцеклеток. Японские и американские исследователи практически одновременно получили идентичные результаты своих исследований. В обоих случаях клеткам-фибробластам из человеческой кожи удалось вернуть недифференцированное состояние при помощи «коктейля» из дополнительных копий нескольких генов, которые кодируют белки – транскрипционные факторы. Результатом данного эксперимента стало создание индуцировано-полипотентных стволовых клеток (Induced Pluripotent Stem Cell), которые способны, как и эмбриональные стволовые клетки, превратиться в клетки всех типов тканей, которые имеются в человеческом организме.

Среди веществ, встречающихся в природе, наибольшей прочностью отличается алмаз. Однако, это вещество не является достаточно распространённым, и потому особой актуальностью является получение материалов, не уступающих алмазу по прочности. Подобные исследования проводятся издавна, и в лабораториях ученым нередко удаётся получить вещества, которые аналогичны алмазу по структуре, а по прочности даже превосходящие его. В основном, это были кристаллы, которые создавались из лёгких элементов, таких как углерод, азот, бор, и получение которых оказывалось достаточно затратным. Но недавно ученым из калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось разработать простой и сравнительно дешёвый метод получения материала, который по твёрдости превосходит алмаз. Вещество, которое создали исследователи, назвали диборидом рения. Для получения этого материала не нужно создавать высокое давление, поэтому его получение обходится дешевле, чем изготовление алмазоподобных структур. Диборид рения - одно из самых твёрдых в мире веществ, способное даже поцарапать алмаз и резать сталь, без вступления в химическую реакцию с металлом.

Повышенный интерес у обычных людей возникает к новым технологиям, благодаря исследованиям учёных, показывающих невероятные возможности манипуляции микромиром. В конце весны исследователями из калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработана методика массового создания микро- и наночастиц с чрезвычайно точным соблюдением их формы и размеров. При демонстрации возможностей данной методики, исследователями сформировано несколько миллиардов частиц в виде 26 букв латинского алфавита и некоторых геометрических фигур. Для изготовления букв использовали специальный полимерный материал. К американским ученым подтягиваются также исследователи Израильского технологического института (Техниона), которым удалось при помощи фокусированного пучка ионов уместить целый текст Ветхого завета на площади 0.5 кв. мм. Размер поверхности «нанобиблии» оказался меньше игольного ушка, и прочитать этот текст можно только при помощи специального микроскопа.

Наш обзор не мог не коснуться создания квантового компьютера. По утверждению исследователей из канадской компании D-Wave, они смогли построить шестнадцатикубитный квантовый компьютер, который получил название Orion. Представителями фирмы проведена демонстрация работы этой системы, правда, не «вживую», а при помощи телемоста из Канады, что для некоторых независимых экспертов стало поводом для определенных сомнений. Даже если этот построенный компьютер вполне реален и даже работает, пока что не совсем ясно, как система поведёт себя при увеличении числа кубитов. Также сложности могут появиться с охлаждением мощной вычислительной системы. Среди других подобных исследований можно отметить разработку американских ученых из пенсильванского Университета - устройство, при помощи которого можно задерживать сотни атомов, размещать их в трехмерной сетке и работать по отдельности с каждой частицей. Для захвата элементарных частиц ученые используют оптическую решетку, в которой при помощи трёх лазеров удалось «запереть» 250 атомов цезия.

Манипуляция человеческими чувствами является весьма популярным сюжетом фантастики. И одной из фундаментальнейших примитивных эмоций есть проявление страха. При эволюционном выживании это чувство играет ключевую роль, и оно присуще не только человеку, но и животным. Психологи отмечают, что довольно важную роль для развития непреодолимого, избыточного страха и атак паники играет генетика. Учеными Мичиганского университета подтверждается данное замечание: ими обнаружено, что препарат D-cycloserine, используемый для борьбы с туберкулезом, у мышей усиливает химическую реакцию в мозжечковой миндалине, которая, по мнению исследователей, играет важную роль в процессе вызова у респондента ощущения страха. Усиливая либо дезактивируя реакцию в миндалине, можно как заглушать, так и усиливать чувство страха.

При исследовании мумифицировавшегося скелета гадрозавра, утконосого динозавра – крупного ящера, который передвигался на двух ногах, учёные получили интересные результаты. Судя по предварительным данным компьютерной томографии, можно предполагать, что масса хвоста, ног и задней части гадрозавра была на 25 процентов больше, чем предполагалось ранее. Это означает, что ноги двенадцатиметрового гиганта были гораздо мощнее, чем считали ранее. Компьютерные модели также показывают, что гадрозавр мог двигаться со скоростью до 45 км/час, что также значительно больше, чем скорость общеизвестного тираннозавра. Исследование кожи мумии гадрозавра продолжается, и ученые рассчитывают получить ещё много новых данных о развитии этого давно вымершего вида.