Будущее - рядом

Разработаны и успешно испытаны прототипы реактора, способного производить чистое водородное топливо, используя только солнечный свет и воду.

В основе устройства лежит инновационная технология фотокаталитических панелей. Эти панели, подобно солнечным батареям, поглощают энергию света, но вместо производства электричества направляют ее на химическую реакцию — расщепление молекул воды (H₂O) на водород (H₂) и кислород (O₂). Такой процесс, известный как фотокатализ, имитирует естественный фотосинтез, но с целью получения ценного энергоносителя.

Главное преимущество нового реактора — производство «зеленого» водорода без каких-либо выбросов углекислого газа. В отличие от традиционных промышленных методов, которые в основном опираются на природный газ, эта технология требует только двух самых распространенных ресурсов на планете — солнечного света и воды. Полученный водород можно использовать в качестве топлива для транспорта, для выработки электроэнергии или в промышленности, при этом единственным побочным продуктом его сгорания является вода.

Созданное устройство является успешным прототипом, его демонстрация открывает широкие перспективы для масштабирования. Следующими шагами для ученых станут повышение эффективности и долговечности фотокаталитических материалов, а также разработка более крупных систем, способных обеспечить промышленное производство водорода. Этот прорыв приближает человечество к созданию устойчивой зелёной водородной энергетики.

Космический телескоп Джеймс Уэбб — крупнейшая инфракрасная обсерватория, запущенная 25 декабря 2021 года ракетой «Ариан‑5» и работающая на гало‑орбите вокруг точки Лагранжа L2 в 1,5 млн км от Земли, где гигантский пятислойный экран (размером с теннисный корт!) защищает его от тепла Солнца, Земли и Луны. Наблюдая в диапазоне примерно 0,6–28,5 мкм, «Уэбб» заглядывает в эпохи первых галактик, изучает зарождение планет и «погружает» инфракрасный взгляд в пыльные области, недоступные телескопам видимого диапазона.

Сердце обсерватории — составное зеркало диаметром 6,5 м из 18 позолоченных бериллиевых сегментов, раскрывающееся уже в космосе и выравниваемое с точностью до десятков нанометров, чтобы дать резкое изображение на инфракрасных волнах.

Пятислойный термощит из каптона с алюминиевым и кремниевым покрытиями охлаждает оптику ниже ~50 K, а прибор MIRI доводится до ещё более низких температур для работы в среднем ИК‑диапазоне, обеспечивая экстремальную чувствительность к самым тусклым источникам.

Набор инструментов включает NIRCam (изображения и фотометрия в ближнем ИК), NIRSpec (спектроскопия, в том числе мультиобъектная), MIRI (средний ИК) и связку FGS/NIRISS для точного наведения и специальных режимов наблюдений, покрывая ключевые задачи от съёмки до расщепления света на спектр.

Что уже увидел «Уэбб»
Первый «глубокий» снимок SMACS J0723.3−7327 и последующие обзоры показали невероятно далёкие и тусклые галактики, открывая окно в раннюю Вселенную и уточняя темпы звездообразования в юные космические эпохи. В ближнем окружении Солнечной системы обсерватория представила детальные портреты Юпитера с полярными сияниями и тонкими кольцами, показала яркие кольца Нептуна и Урана, а также изучила гейзеры Энцелада и динамику атмосфер на соседних планетах и спутниках. В экзопланетологии телескоп вывел в рутину то, что ещё недавно считалось подвигом: высокоточные спектры транзитных планет с линиями молекул и облачными эффектами, что прокладывает путь к сравнению «климатов» чужих миров.

Работа в точке Лагранжа L2 дарит стабильную «холодную» среду и широкое поле доступного неба, но требует экономного расхода топлива и тщательного теплового баланса, ради чего всё — от щита до ориентации — подчинено строгой терморегуляции. Реальные космические риски тоже не миф: в мае 2022 года один из сегментов ощутил удар микрометеороида, однако тонкая перенастройка оптики удержала качество изображения в пределах требований миссии и позволила продолжить науку без заметной потери остроты. И всё же главная «магия» Золотого ока — сочетание гигантского зеркала, криогенной инженерии и спектроскопии: именно она превращает красивые картинки в измерения, по которым пересобирается история материи — от звёздных материнских коробок до атмосфер далёких планет.

Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) нашли способ значительно продлить жизнь квантовой информации, превращая ее в звуковые волны. Это элегантное решение одной из главных проблем квантовых вычислений, быстрой потери данных — открывает путь к созданию практичных и мощных квантовых компьютеров.

Главный недостаток современных сверхпроводящих кубитов, используемых Google и IBM, — их «забывчивость». Хрупкое квантовое состояние, в котором хранится информация, разрушается за считанные микросекунды из-за внешних помех. Команда Caltech разработала гибридную систему, где информация из «шумного» электрического кубита передается на крошечный и более стабильный механический резонатор.

Этот резонатор, похожий на микроскопический камертон, вибрирует на сверхвысоких частотах. Квантовое состояние кубита преобразуется в квантованные звуковые колебания — фононы. Информация, сохраненная в виде звуковой волны, оказалась гораздо более устойчивой: время ее жизни увеличилось в 30 раз. Это позволяет «паковать» квантовые данные, выполнять другие операции, а затем считывать их обратно для дальнейших вычислений.

Открытие доказывает состоятельность новой концепции гибридных квантовых систем, где разные физические платформы выполняют те задачи, в которых они сильны: сверхпроводящие кубиты — для быстрых вычислений, а механические резонаторы — для надежного хранения. Этот подход делает архитектуру квантовых компьютеров более похожей на классические, с разделением на процессоры и модули памяти, приближая эру практических квантовых вычислений.

Исследователи из Гарвардской медицинской школы совершили прорыв в понимании и лечении болезни Альцгеймера. В ходе десятилетнего исследования, было установлено, что одной из самых ранних причин заболевания является дефицит лития в мозге, удалось полностью восстановить память у мышей с помощью низких, нетоксичных доз специального соединения лития.

Верхний ряд: В мышиной модели болезни Альцгеймера дефицит лития (справа) значительно увеличил отложения бета-амилоида в мозге по сравнению с мышами с нормальным физиологическим уровнем лития (слева). Нижний ряд: То же самое наблюдалось и в отношении тау-белка нейрофибриллярных клубков, участвующих в болезни Альцгеймера.

Открытие кардинально меняет представление о механизмах развития болезни. Ученые выяснили, что токсичные амилоидные бляшки, которые долгое время считались главным виновником гибели нейронов, на самом деле действуют как «ловушки», связывая и выводя из строя литий — важнейший микроэлемент для здоровья мозга. По новой теории, именно этот дефицит лития, а не само наличие бляшек, запускает каскад разрушительных процессов. Это объясняет, почему у некоторых людей амилоидные бляшки в мозге есть, но деменция не развивается.

Команда ученых не только определила проблему, но и нашла её возможное решение. Они обнаружили, что соединение оротат лития (lithium orotate) способно избегать захвата амилоидными бляшками и доставлять литий к клеткам мозга. Эксперименты на мышах с развитой стадией болезни Альцгеймера показали беспрецедентный результат: патологические изменения в мозге были обращены вспять, а утраченная память полностью восстановилась. Важно, что лечебный эффект был достигнут при дозах, в тысячи раз меньших, чем те, что используются в психиатрии, что исключает риск побочных эффектов.

Это открытие является одним из самых значительных за последние десятилетия и открывает принципиально новое направление для создания лекарств, способных не просто замедлять, а потенциально излечивать болезнь Альцгеймера.