Млечный Путь №1 (1) 2012
Шрифт:
Оказалось, что «плотно заполнить» пространство можно и иным, отличным от трансляционного методом. За 10 лет до публикации Шехтмана английский математик и физик Р. Пенроуз открыл геометрические структуры, которые позволяют заполнить плоскость непериодическим, но упорядоченным образом. Для этого нужно использовать две различные элементарные ячейки. У Пенроуза это были ромбы с разными углами при вершинах. И мозаики Пенроуза являются структурами двумерных квазикристаллов.
При пространственном заполнении нужно использовать тела-многогранники. Одними из самых интересных тел оказались икосаэдры. Икосаэдр –
Вернемся к понятию апериодичности, характеризующему строение квазикристаллов. «Непериодический» вовсе не значит случайный, хаотический. У квазикристаллов обнаружилась еще одна удивительная особенность – дальний порядок расположения частиц подчиняется следующему правилу:
аn = a1 – Dn-1,
где a1 – начальный период между частицами, n – порядковый номер периода, n = 1, 2, …, D = (1 + 5)/2 = 1,6180339… – число золотой пропорции. ( http://www.nkj.ru/archive/articles/2102 )
Удивительность этого правила состоит в том, что отношения расстояний между атомами являются иррациональными числами и подчиняются закону золотой пропорции. Иными словами, структурные элементы квазикристалла «гармонизируют пространство» столь тонко, что это вызывает представление о проявлении здесь антропного принципа. А это дает основание для предположения о том, что в данном случае проявляются какие-то глубинные свойства материи на квантовом уровне. Не исключено, что это связано с эвереттическими эффектами.
До последнего времени все квазикристаллы получались искусственным путем в лабораториях. Но, как иронично заметил принстонский физик Пол Стейнхардт, «было бы странно предполагать, что Господь Бог сотворил Вселенную 14 миллиардов лет назад и ждал все это время рождения Шехтмана, чтобы внести в мир квазикристаллы». И международная группа ученых под руководством Пола Стейнхардта развернула поиски квазикристаллов в природе. История этих поисков настолько захватывающа и невероятна, что может послужить сюжетом научно-детективного романа. Сегодня с ней можно познакомиться из первоисточника – рассказа самого Пола Стейнхардта и Валерия Крячко, первооткрывателя минерала хатырскита, в составе которого и были обнаружены первые природные квазикристаллы.
( http://digitaloctober.ru/event/knowledge_stream_pol_steynhardt )
Результатом этого исследования стало открытие минерала икосаэдрита во фрагментах метеорита, найденных группой Стейнхардта на реке Хатырке на Чукотке «по наводке» Крячко. Этот минерал – сплав алюминия, меди и железа – имеет квазикристаллическую структуру и, судя по возрасту содержавшего его метеорита, образовался где-то в глубинах космоса более 4 миллиардов лет назад…
Квазикристаллы за прошедшие 30 лет со дня своего открытия изучались подробно и с применением новейших методов исследований. В настоящее время известно уже несколько сот различных квазикристаллов. Квалифицированный обзор современного состояния науки о них можно прочесть в журнале «Успехи физических наук».
( http://ufn.ru/ufn10/ufn10_6/Russian/r106a.pdf )
Но можно с уверенностью сказать, что главные научные открытия этого состояния вещества еще впереди. И Нобелевская премия Д. Шехтмана – только первая ласточка из той области физики, которая родилась из этого открытия.
В номинации «Физиология и Медицина» лауреатами Нобелевской премии в 2011 г. стали люксембуржец Жюль Хоффман, канадец Ральф Стейнмен и американец Брюс Бойтлер – «За работы в области иммунологии и исследования врожденного иммунитета».
Что было известно об иммунитете до работ лауреатов? Прежде всего, то, что иммунитет бывает врожденный и приобретенный.
«Врожденный (неспецифический, конституционный) иммунитет обусловлен анатомическими, физиологическими, клеточными или молекулярными особенностями, закрепленными наследственно. Как правило, не имеет строгой специфичности к антигенам и не обладает памятью о первичном контакте с чужеродным агентом. Например:
* Все люди невосприимчивы к чуме собак.
* Некоторые люди невосприимчивы к туберкулезу.
* Показано, что некоторые люди невосприимчивы к ВИЧ.
Приобретенный иммунитет делится на активный и пассивный.
* Приобретенный активный иммунитет возникает после перенесенного заболевания или после введения вакцины.
* Приобретенный пассивный иммунитет развивается при введении в организм готовых антител в виде сыворотки или передаче их новорожденному с молозивом матери или внутриутробным способом».
В результате работ лауреатов выяснилось, что главную роль в работе иммунной системы играет именно врожденный иммунитет. Как разъяснил заместитель директора Института иммунологии ФБМА России д.м.н. Л. Алексеев, «врожденный иммунитет борется с инфекцией на ранних этапах болезни, когда приобретенный иммунитет еще не сформировался. Ученые, ставшие лауреатами, внесли большой вклад в изучение того, как работает иммунная система, как строит линию обороны от самых различных заболеваний, как атакует и убивает чужеродные клетки». ( http://www.rg.ru/2011/10/04/nobel.html)
И появилась надежда, что активация врожденного иммунитета способна побороть такие страшные болезни, как рак и СПИД.
Но иммунология далеко не всесильна. Первую Нобелевскую премию за исследования иммунитета получили еще в 1908 г. Илья Мечников и Пауль Эрлих. Труды лауреатов премии 2011 г. продвинули уровень нашего понимания механизмов действия иммунитета на генетический уровень. Трудно спорить с утверждением о том, что «наш иммунитет является настолько сложной и удивительной системой, что вряд ли нынешняя Нобелевская премия по медицине станет последней из присужденных за исследования иммунной системы».
Еще одна работа последнего времени вполне подходит для рассмотрения в рамках «нобелевского уровня значимости». Речь идет об экспериментальном обнаружении сверхсветовой скорости нейтрино.
Вот как описывает суть эксперимента обозреватель сайта «Элементы» И. Иванов: «Идея эксперимента очень проста. Нейтринный пучок рождается в ЦЕРНе, летит сквозь Землю в итальянскую лабораторию Гран-Сассо и проходит там сквозь специальный нейтринный детектор OPERA. Нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, но из-за того, что их поток из ЦЕРНа очень велик, некоторые нейтрино все же сталкиваются с атомами внутри детектора. Там они порождают каскад заряженных частиц и тем самым оставляют в детекторе свой сигнал. Нейтрино в ЦЕРНе рождаются не непрерывно, а «всплесками», и если мы знаем момент рождения нейтрино и момент его поглощения в детекторе, а также расстояние между двумя лабораториями, мы можем вычислить скорость движения нейтрино».