Магнетизм в земной мантии, впечатляющие наблюдения за астероидом, а также изучение природы гриппа Understand article

Перевод Нади Фёдоровой (Nadia Fedorova). Наука в Школе (Science in School) публикуется EIROforum, союзом восьми крупнейших межгосударственных научных организаций Европы. Эта статья…

ЦЕРН [CERN]: Студенты изучают фундаментальную физику участвуя в конкурсе по использованию экспериментальной станции источника синхротронного излучения (beamline)

Ранее в этом году ЦЕРН пригласил старшеклассников со всего мира участвовать в шестом ежегодном конкурсе Beamline for Schools. Это соревнование даёт студентам возможность провести их собственный эксперимент используя полностью оборудованную станцию источника синхротронного излучения. Более чем 60 экспертов из ЦЕРНа и научно-исследовательского центра DESY (Немецкого Электронного Синхротрона) рассмотрели 178 заявок. Две выигравшие команды, одна из Гронингена (Нидерланды) а вторая из Солт-Лейк-Сити (США), были объявлены в июне.

ЦЕРН, в настоящее время, не имеет работоспособной установки из-за запланированного отключения ускорителя частиц для технического обслуживания и модернизации, поэтому две команды были приглашены в DESY, расположенный в Гамбурге, в Германии. Там они будут проводить свои эксперименты, которые включают в себя исследования фундаментальных отличий между веществом и антивеществом, используя установку DESY.

Узнайте больше о финалистах 2019 года и их экспериментах на вебсайте ЦЕРНа.

ЦЕРН [CERN] находится на границе Швейцарии и Франции, вблизи Женевы. Это крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий.

The 2019 Beamline for Schools winning teams
Финалисты соревнования Beamline for Schools 2019 года из Солт-Лейк-Сити (США) (слева) и Гронингена (Нидерланды) (справа)
Левая фотография: Кара Бадж [Kara Budge] /ЦЕРН; Правая фотография: Мартин Маг [Martin Mug] /ЦЕРН

ЕМБЛ [EMBL]: Прокладывая путь к новым лекарствам от гриппа

Depiction of influenza polymerase
Полимераза гриппа (светло-
синяя) в процессе синтеза
матричной РНК (фиолетовая)
осуществляемого
копированием вирусной РНК
(жёлтая)

Стефен Кюзак [Stephen
Cusack]/ЕМБЛ

Ежегодно во всём мире от гриппа умирает до 500 000 человек, и смертность может быть гораздо выше когда появляется новый штамм пандемического гриппа. Вакцинация не всегда эффективна и противовирусные препараты необходимы как дополнительный метод лечения.

Для того чтобы разработать новое поколение противогриппозных препаратов, учёным необходимо изучить генетические процессы транскрипции и репликации вирусного генома. Эти процессы выполняются ферментом называемым полимеразой. Такие ферменты необходимы для размножения вируса, так как они заставляют клетку-хозяина создавать вирусные белки и копии вирусного генома, что в свою очередь ведёт к производству новых вирусов которые заражают новых хозяев.

Учёные из Европейской Молекулярно-Биологической Лаборатории (ЕМБЛ) в Гренобле, во Франции, впервые смогли наблюдать разные стадии полимеразы вируса гриппа в действии. Лекарство которое предотвращает действие полимеразы было бы намного менее подвержено влиянию вирусных мутаций, что составляет большую проблему для существующих в настоящее время препаратов.

Дополнительную информацию можно получить посетив вебсайт ЕМБЛ.

 ЕМБЛ [EMBL] является ведущим научно-исследовательским институтом по проблемам фундаментальной молекулярной биологии в Европе. Он находиться в Гейдельберге в Германии.

ЕКА [ESA]: Проблемы космической науки в новом учебном году

Каждый учебный год Европейское Космическое Агентство (ЕКА) создаёт серию интересных задач для школ. Эти задачи охватывают целый ряд школьных предметов и подходят для разных возрастных групп. В 2019/2020 учебном году, ЕКА предложит пять проектов для школьников.

В список предложенных проектов входят Европейский Конкурс CanSat и Mission X. Конкурс CanSat приглашает школьников построить и протестировать CanSat – реплику настоящего околоземного спутника размером не больше банки газированной воды, который запускается на высоту в несколько сотен метров с помощью ракеты или воздушного шара. Mission X это международный образовательный конкурс с фокусом на здоровьи и питании, который призывает школьников тренироваться как это делают космонавты. Они развивают научное мышление и взаимное сотрудничество принимая участие в практических учебных заданиях.

Также в список проектов входят Европейский Конкурс Astro Pi, Конкурс Moon Camp и “Исследователи Климата”. Вы можете узнать дополнительную информацию о конкурсах, а также как ваши ученики могут принять в них участие, на странице ЕКА Образование (ESA Education webpage).

Информация обо всех образовательных программах ЕКА находиться на вебсайте ЕКА.

ЕКА [ESA] — это ворота Европы в космос со штаб-квартирой в Париже, Франция.

ESA will offer five challenges for the 2019/2020 academic year
ЕКА предложит пять проектов в 2019/2020 учебном году.
ЕКА

ESO: Отслеживание астероидов с помощью “Очень Большого Телескопа”

Observation of the asteroid 1999 KW4
Сравнение снимка
наблюдений (слева) и
художественного
воспроизведения (справа)
астероида 1999 KW4

ESO

Самые большие телескопы на земле обычно отслеживают космические объекты находящиеся на расстоянии миллионов световых лет. Однако 25 Мая 2019 года “Очень Большой Телескоп” (ОБТ) принадлежащий Европейской Южной Обсерватории (ESO) был направлен на объект находящийся гораздо ближе к Земле: двойной астероид пролетающий всего на расстоянии 17 световых секунд или 5.2 миллиона километров (приблизительно 7% от кратчайшего расстояния между Землёй и Марсом).

Снимки сделанные ОБТ являются самыми чёткими изображениями двойного астероида полученными до сих пор. Это стало возможным благодаря уникальным возможностям мощного детектора ОБТ, который использует систему адаптивной оптики, позволяющей почти полностью исключить влияние турбулентности атмосферы.

Хотя двойной астероид, называемый 1999 KW4, не представлял опасности для Земли, учёные использовали эту возможность чтобы протестировать способность ОБТ отслеживать такие объекты, путешествующие со скоростью 70 000 км/ч. Успех этого эксперимента показывает что наземные телескопы оснащённые утончёнными детекторами могут сыграть в будущем решающую роль для защиты Земли от приближающихся астероидов.

Узнайте больше о наблюдении за астероидом 1999 KW4 посетив вебсайт ESO.

ESO является ведущей межправительственной астрономической организацией в Европе и самой передовой в мире наземной астрономической обсерваторией со штаб-квартирой в Гархинге, недалеко от Мюнхена, в Германии, и с телескопами в Чили.

ESRF: Учёные открыли магнетизм в земной мантии

Мы знаем что магнитное поле Земли имеет основу в земном ядре и земной коре, но до сих пор считалось что мантия (50-2500 м ниже поверхности) была немагнитной. Это объяснялось тем что в условиях экстремально высокой температуры и давления внутри мантии, минеральный гематит (широко распространённый оксид железа) теряет свой магнетизм. Однако последние данные магнитного спутника указывают на то что некоторые части мантии обладают магнетизмом, особенно в сравнительно холодных местах, таких как границы тектонических плит.

Теперь группа исследователей помогла объяснить эти магнитные аномалии подвергнув образец гематита условиям аналогичным тем которые существуют в самой мантии. Используя установку синхротронного излучения ID18 в Европейском Исследовательском Ускорительном Комплексе (ESRF), учёные были удивлены обнаружив что гематит оставался магнитным вплоть до температур и давлений обнаруженных в переходной зоне между верхней и нижней мантией. Теперь они пытаются определить если магнитные аномалии, особенно те что были обнаружены под западной частью Тихого океана, могут быть обусловлены присутствием в мантии магнитного оксида железа.

Чтобы узнать больше об этом исследовании, посетите вебсайт ESRF.

ESRF, расположенный в Гренобле, во Франции, управляет самым мощным источником синхротронного излучения в Европе.

The beamline ID18 at ESRF
Научные исследования с использованием установки синхротронного излучения ID18 в ESRF доказывают что земная мантия может служить источником магнетизма.
Пьер Джейет [Pierre Jayet]/ ESRF

EUROfusion: Идеи термоядерного синтеза для диагностики рака

The multispectral imaging system developed by Dr Wouter Vijvers
Иллюстрация системы
визуализации,
разработанной Вутером
Вийверсом в DIFFER, которую
Chromodynamics будет
использовать для
диагностики и удаления
раковых опухолей

DIFFER

Когда дело доходит до рака, улучшение ранней диагностики является ключом к спасению жизней. Чтобы достичь этой цели, бывший исследователь термоядерного синтеза основал компанию для изучения возможностей мультиспектральной визуализации в диагностике рака.

Эта технология основана на научных исследованиях основателя и главы компании Вутера Вийверса [Wouter Vijvers] которые он проводил в институтах – членах консорциума EUROfusion: Датском Институте Изучения Фундаментальной Энергии (DIFFER) и Швейцарском Центре Плазмы (SPC). Вутер разработал свою передовую систему мультиспектральной визуализации и диагностики для изучения частей синтезированной плазмы. Теперь он собирается применить эту технологию в медицине и промышленности. Одной из главных долгосрочных задач новой компании, Chromodynamics, является нахождение простого решения для диагностики и удаления раковых опухолей.

Здоровые и злокачественные ткани обладают различными химическими профилями, и мультиспектральная визуализация сможет обнаружить эти различия в режиме реального времени. Это, в свою очередь, даст возможность хирургам использовать мультиспектральные изображения во время операций чтобы убедиться что опухоль удалена полностью.

Узнайте больше о системе мультиспектральной визуализации на вебсайте EUROfusion.

EUROfusion управляет и финансирует Европейские исследования в области термоядерного синтеза с целью производства термоядерного электричества. Консорциум включает 30 членов из 26 стран Европейского Союза, а также из Швейцарии и Украины.

European XFEL: Точно рассчитывая время для создания молекулярного кино

Scientists measuring the jitter of the SPB/SFX experiment station at European XFEL
Студенты измеряют
диссонанс в
экспериментальной
установке SPB/SFX в European
XFEL

Джен Хосан [Jan Hosan]/
European XFEL

Химические реакции происходят исключительно быстро. Для наблюдения за ними в реальном времени, учёные используют интенсивные импульсы лазерного излучения в рентгеновских центрах, таких как Европейский Рентгеновский Лазер на Свободных Электронах (European XFEL). Исследователи инициируют реакцию облучая образец оптическим лазером, а затем используют ультракороткие импульсы рентгеновского лазера чтобы получить ряд снимков дающих возможность взглянуть на молекулярный процесс. Потом снимки соединяют чтобы получить так-называемое молекулярное кино.

Чтобы точно рассчитать время съёмки отдельных кадров фильма, учёные должны определить диссонанс в синхронизации, или “дрожание”, двух лазерных лучей с помощью которых производиться съёмка. Даже малейшая задержка во времени или отклонение в настройке эксперимента могут свести на нет преимущества использования ультракоротких рентгеновских импульсов.

В одном из последних экспериментов, учёные в European XFEL измерили диссонанс в одной из экспериментальных установок, инструменте SPB/SFX, и обнаружили что он составляет 308 фемтосекунд (10-15 с). Учёные надеются значительно уменьшить этот показатель благодаря модернизации установки, производящейся в настоящее время.

Дополнительную информацию об этих измерениях можно получить на вебсайте European XFEL.

European XFEL это научно-исследовательский комплекс расположенный недалеко от Гамбурга в Германии. Его чрезвычайно интенсивные рентгеновские вспышки используются исследователями со всего мира.

ILL: Потенциал ионизации прометия определён спустя 75 лет

Одна из важных характеристик любого химического элемента это его потенциал ионизации, который представляет собой энергию необходимую для удаления одного электрона из нейтрального атома. С течением времени, потенциал ионизации был экспериментально определён для всех элементов, от водорода (элемент 1) до лоуренсия (элемент 103), за исключением прометия (элемент 61).

Теперь, спустя почти 75 лет после его открытия, группа европейских химиков и физиков опубликовала потенциал ионизации этого элемента, тем самым заполнив последний пробел в периодической таблице для этой фундаментальной характеристики.

Одна из причин трудности этой задачи заключается в том что прометий является очень редким элементом не имеющим стабильных изотопов. Чтобы решить эту проблему, учёные использовали высокопоточный реактор из Института Лауе-Ланжевина [Institut Laue-Langevin (ILL)] чтобы создать искусственный долгоживущий изотоп прометия, Pm-147. Используя атомную спектроскопию, учёные определили что потенциал ионизации прометия составляет 5.58188 электронвольт (эВ).

Прочитайте больше об этом исследовании на вебсайте ILL.

ILL находиться в Гренобле, во Франции, и является ведущим международным исследовательским центром по изучению теории нейтронов и её технического применения.

The high-flux reactor at ILL used to artificially produce Pm-147
Высокопоточный реактор в ILL был использован для получения Pm-147, долгоживущего изотопа прометия.
Жан-Люк Бодэ [Jean-Luc Baudet] /ILL

EIROforum

EIROforum объединяет ресурсы, оборудование, знания, и опыт входящих в него организаций с целью поддержки и развития Европейской науки.

Если вы хотите узнать больше о деятельности EIROforum, просмотрите список соответствующих статей в Науке в Школе (EIROforum-related articles) или ознакомьтесь со статьями из других источников (EIRO news articles).

Download

Download this article as a PDF

Institution

EMBL, EIROforum, CERN, EUROfusion, ESA, ESO, ESRF, European XFEL, ILL

License

CC-BY