Одно открытие из миллиона становится лекарством

Аспирант физического факультета МГУ Александр Шорохов в своей лаборатории. Обилие проводов навевает некоторые ассоциации с лабораторией советского НИИ, но на самом деле аппаратура в университете современная и позволяет двигать науку вперед...

С 7 по 12 декабря в столице пройдет «Неделя науки» - крупнейшее в России событие, раскрывающее тему науки и технологий, основанных на ее достижениях, в жизни современного человека. Примут в ней участие и московские ученые. Накануне этого события «ВМ» узнала, какие открытия сделали в последнее время московские и иностранные научные лаборатории и чем эти новые знания могут помочь человечеству.

В лаборатории МГУ создана технология, ставшая прорывом в фотонике - науке о передаче данных с помощью светового импульса. Какую пользу принесет открытие, рассказал один из его авторов, физик Александр Шорохов.

Прежде чем приоткрыть дверь «красной» комнаты, Александр предупреждает: зайти нужно очень быстро, иначе мы рискуем впустить свет и нарушить ход эксперимента. Лаборатория похожа на проявочную, ученый ловко перемещает незадействованный в опыте лазер. Термины, которые он произносит, напоминают заклинание на латыни.

- Сейчас, еще немного шаманства. Надеюсь, вы хоть что-нибудь поймете, - смеется физик.

Не терпится узнать у него, почему сегодня так активно обсуждается тема фотоники.

- Мы живем в эру фотоники. Основная идея заключается в том, чтобы вместо электронного сигнала обрабатывать оптический. Обрабатывая последовательность световых импульсов, вы обрабатываете информацию. Электронные процессоры потребляют слишком много энергии, из-за потерь сигнал невозможно передавать на большое расстояние без промежуточных станций.

На помощь ученым приходит оптическое волокно, по которому можно передать информацию без ретранс ляторов на расстояния до 100 километров. Оптоволокно - это стеклянная нить, которая позволяет передавать оптические сигналы. Сегодня самым распространенным видом интернета является именно оптоволоконный интернет, более того, интернет из США в Европу передается именно по оптоволокну, протянутому по дну океана.

- То есть в будущем вся техника будет создаваться на основе законов оптики?

- В идеале техникам хотелось бы видеть компьютер, работающий исключительно за счет оптических импульсов. В основе работы будет следующий принцип: один лазерный сигнал передает информацию, другой - им управляет.

Но компьютерная логика организована с помощью электрических сигналов: обработка происходит с помощью электроники, а оптика используется лишь для передачи сигнала. Нужен переключатель, позволяющий управлять оптическими импульсами с помощью света. Ученые уже предлагали различные варианты, которые оказывались либо слишком энергозатратными, либо несовместимыми с существующими технологическими процессами, либо отличались большими размерами. Наш переключатель - пока только идея, но ее легко можно воплотить в жизнь, потому что мы доказали: передача и обработка данных может осуществляться в 100 раз быстрее, природных ограничений для этого нет.

- Получается, что вам пришлось изучить всю технологию изготовления элементов?

- Я проработал несколько месяцев в австралийской лаборатории и изучил весь технологический процесс. Сначала структуры не удавались, но потом все получилось, и я вернулся на родину с готовыми элементами. Теперь мы сами умеем их изготавливать, и ехать в Австралию необязательно.

- Но в вашей лаборатории занимаются не только высокоскоростной передачей данных?

- У нас очень много разных проектов. Один из наших аспирантов сейчас проходит стажировку в японском университете, другие сотрудничают с Бельгией, Сингапуром. Здесь рождается огромное количество различных идей. Например, есть проект, в рамках которого используется оптический пинцет. Им занимаются другие люди в лаборатории, но это безумно интересно: при помощи лазера можно захватывать микрообъекты, в том числе и биологические. Авторам работы удалось захватить эритроцит: растягивать его, сжимать. Это очень тонкий процесс, и другого такого механизма управления эритроцитами пока нет.

- Несмотря на измерения, которые бывают утомительными, вам нравится научная деятельность?

- Наука ради науки - в этом есть красота. Она заключается не только в светящихся лазерах или геометрических узорах из структур, красота - в идее. Когда возникает какое-то новое видение, ты понимаешь, что можешь создать что-то действительно уникальное. Порой это непросто, но когда получаешь конечный результат, видишь то, чего никто до тебя не видел. В такие моменты я ощущаю себя первооткрывателем, который прилетел на Марс или освоил Антарктиду: стоишь на земле, на которой до тебя никто никогда не стоял. Ты можешь полностью пройти этот путь от идеи до ее воплощения и поставить свой маленький флажок - он может быть незаметен среди других флажков, но ты точно знаешь, что он твой.

САМАЯ БЕЗЖИЗНЕННАЯ ПУСТЫНЯ МИРА ЗАЦВЕЛА ЯРКИМ КОВРОМ

Самое засушливое место планеты - пустыня Атакама в Чили - превратилась в пестрый ковер благодаря проливным дождям. На территории Атакамы осадки выпадают раз в несколько десятилетий. Однако уже второй раз за год пустыня покрылась цветами. Изменения связаны с феноменом Эль-Ниньо - колебаниями температуры воды на поверхности экваториальной части Тихого океана, при которых нагретые воды смещаются к востоку. Это и привело к выпадению осадков и может грозить ураганами, наводнениями и оползнями в Северной Америке. По словам доктора географических наук, профессора кафедры метеорологии и климатологии Московского государственного университета Дарьи Гущиной, цветение Атакамы никак не скажется на климате Москвы.

- Само явление происходит в Тихом океане. Выброс тепла и влажности в атмосферу, безусловно, есть, и он велик, однако это далеко от нас, - подчеркнула Дарья Гущина. - Пока Эль-Ниньо идет до умеренных широт, на него влияют другие природные явления, которые нейтрализуют его.

Впервые Атакама зацвела в марте после сильных дождей. Тогда из-за наводнения погибли около 40 человек.

Звучание языка зависит от климата

Группа французских и американских лингвистов выяснила, что различие в звучании языков зависит от климата. Ученые соотнесли информацию о 600 языках мира с их географическими характеристиками. Оказалось, что население жарких, влажных и богатых растительностью территорий использует в своей речи больше гласных и говорит на более низких частотах. Языки более холодных и сухих регионов в большей степени наполнены согласными и являются более «тяжелыми».

3D-печать может навредить природе

Пластик, который используют для печати на 3D-принтере, может быть токсичным. Ученые Калифорнийского университета поместили твердый пластик в чаши с эмбрионами рыбок. Почти все они выжили. В емкости с диском из жидкого пластика на третий день погибла половина эмбрионов, а через неделю - все рыбки.

Способ снижения токсичности жидкого пластика есть. Тем не менее нужен строгий порядок утилизации элементов, напечатанных на 3D-принтере, чтобы не вредить окружающей среде.

Интернет помешает предсказать бурю

Беспроводной интернет мешает делать метеорологам точные прогнозы погоды. По данным Американского метеорологического общества, технологии сети Wi-Fi и дистанционных камер видеонаблюдения, работающих на тех же частотах, что и специальные радары, которые определяют зоны выпадения осадков, могут создавать помехи, искажающие данные. Финские ученые считают, что такие погрешности могут скрыть даже приближение торнадо.

Как зарождается диабет

Биологи из МГУ совместно с датскими и немецкими учеными разработали технологию, благодаря которой можно наблюдать за изменениями внутри живой митохондрии - носителя генетической информации и производителя энергии клетки. Новый метод изучения связан с процессом переноса электронов между специальными белковыми комплексами. Биологи надеются, что это позволит диагностировать сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет на этапе зарождения недуга.