Новости науки 25 января, 2022

Думать, как рыбка в банке

Для понимания механизмов возникновения расстройств после перенесенной физической или психологической травмы (PTSD) сотрудники Южно-Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решили посмотреть состояние синапсов (точек контакта нейронов) у прозрачных 12-дневных головастиков аквариумной рыбки Danio (zebrafish). Вот уже полвека нейробиологи полагают, что формирование памяти в ходе обучения связано с усилением синапсов и повышения в них синаптической плотности протеинов. К своему удивлению, в Лос-Анджелесе выявили, что старые синапсы попросту «уничтожаются», после чего образуются совершенно новые, причем на некотором расстоянии от прежних. Свою статью под названием «Региональное образование и утеря синапсов сопровождают формирование памяти у zebrafish» ученые опубликовали в престижном журнале «Труды АН США» (PNAS).

Совсем иное дело взрослая золотая рыбка, которая не только запоминает свое окружение, но может также двигать тележку в направлении избранной цели. Сотрудники Университета Бен-Гуриона в Негеве (Израиль) разработали метод доменного трансфера (DTM), после чего стали обучать рыбку двигать свой аквариум на подвижной тележке в желаемом направлении. Тележку ученые назвали Fish Operated Vehicle – ее движение определяется самой рыбкой, находящейся в сосуде. Когда рыбка «утыкалась» в своем движении в одну из стенок банки, тележка начинала двигаться в избранном ею направлении. Камера собирала данные, фиксируя одновременно движения рыбки и положение тележки в пространстве.

Три протонных кварка: красные с зарядом +2/3, синий –1/3.  Иллюстрация Physorg

Еще в 1964 году в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве началось проектирование, а через три года – запуск в работу детектора с красивым названием ISOLDE (Isotope Separator On Line Device). И до сих пор этот «старичок» – по сравнению с новейшим детектором ATLAS, например, – выдает ценную информацию о внутреннем строении атомов. С помощью ISOLDE физики ЦЕРНа исследовали внутреннее строение ионов никеля с числом нейтронов от 28 до 50. Выяснилось, что 28 протонов элемента образуют «наружную» оболочку (shell), а избыточность нейтронов деформирует ядро, меняя его форму. Столь необычные ядра ученые назвали «магическими», потому что они позволяют проверить реальность самых разных теорий строения атомных ядер. Свою статью в январском выпуске научного журнала Physical Review Letters авторы назвали так: «Радиусы ядерного заряда изотопов никеля». Можно напомнить, что заряд ядра и местоположение элемента в таблице Менделеева, его номер определяются числом протонов. В том же ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере (сталкивателе элементарных частиц) предприняли очередную попытку установить (или уточнить) внутреннюю структуру протона. «Внутри» этой элементарной частицы, как утверждают физики, много партонов, или пар кварков с глюонами. Именно из разных комбинаций кварков состоят протон и нейтрон. А кварки «склеиваются» с помощью глюонов. В работе приняли участие сотрудники Мэрилендского университета в г. Балтиморе и Ягеллонского в Кракове, а также Нормального университета в Пекине. О существе работы говорит название статьи, опубликованной в журнале arXiv: «Определение распределения партонов протона с помощью данных, полученных с помощью ATLAS при протон-протонных столкновениях с энергиями 7,8 и 13 TeV». Для справки: TeV – это тераэлектронвольт (1012 eV). Вопрос о внутренней структуре самих кварков и глюонов остается открытым.

Подготовил Игорь Лалаянц