Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science»
21 грудня 2012 року вийшов спеціальний випуск одного з найпрестижніших наукових видань світу — журналу «Science». За традицією, редакція журналу підводить підсумки року і пропонує читачам рейтинг найцікавіших і найважливіших наукових досягнень 2012 року. Фізика, біологія і розвиток технологій — наук...
Saved in:
| Published in: | Вісник НАН України |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/43032 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» // Вісн. НАН України. — 2013. — № 2. — С. 95-102. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860096364585680896 |
|---|---|
| citation_txt | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» // Вісн. НАН України. — 2013. — № 2. — С. 95-102. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник НАН України |
| description | 21 грудня 2012 року вийшов спеціальний випуск одного з найпрестижніших наукових видань світу — журналу «Science». За традицією, редакція журналу підводить підсумки року і пропонує читачам рейтинг найцікавіших і найважливіших наукових досягнень 2012 року. Фізика, біологія і розвиток технологій — наукові сфери, що цього року привернули до себе найбільшу увагу.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:26:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
95ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
21 грудня 2012 року вийшов спеціальний випуск одного
з найпрестижніших наукових видань світу — журналу
«Science». За традицією, редакція журналу підводить під-
сумки року і пропонує читачам рейтинг найцікавіших і
найважливіших наукових досягнень 2012 року. Фізика, біо-
логія і розвиток техно логій — наукові сфери, що цього року
привернули до себе найбільшу увагу.
За традицією, наприкінці року редакція
наукового журналу «Science» підводить
підсумки року, що минає, і пропонує чита-
чам рейтинг найвидатніших наукових до-
сягнень. Співробітники видання обирають
10 головних, на їхній погляд, наукових по-
дій і виділяють серед них одного перемож-
ця. Список 2012 р. безперечно очолило по-
відомлення про відкриття бозона Хіггса,
або так званої «частинки Бога».
БОЗОН ХІГГСА
Спостереження ознак бозона Хіггса, суб-
атомної частинки, що утворилася під час
зіт кнення протонів у кільці Великого адрон-
ного колайдера, визнано найважливішим
науковим відкриттям 2012 року.
4 липня співробітники ЦЕРНу оголоси-
ли, що вони виявили частинку, яка, ймовір-
НАУКОВІ ПРОРИВИ 2012 РОКУ
ЗА ВЕРСІЄЮ ЖУРНАЛУ «SCIENCE»
но, є довгоочікуваним бозоном Хіггса — досі
відсутнім складником у Стандартній моделі
фізики. Близько 40 років тому англійський
фізик Пітер Хіггс теоретично припустив іс-
нування цього бозона, і весь цей час фізики
відчайдушно шукали його, оскільки ця час-
тинка є ключем до розуміння того, звідки
взялася маса всіх інших елементарних час-
тинок, і може стати останньою цеглинкою в
теорії про будову Всесвіту.
Семінар, на якому вчені повідомили про
результати експерименту, завдяки засобам
масової інформації миттєво перетворився з
наукової події на інформаційне шоу, яке за-
хопило уяву людей у всьому світі. І хоча на-
уковці не втомлюються нагадувати про не-
обхідність додаткових досліджень, здається,
вже ні в кого немає сумнівів, що «частинку
Бога» «впольовано».
96 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
У редакційній статті журналу «Science»
це досягнення названо «тріумфом людсько-
го інтелекту» і кульмінацією десятиліть на-
полегливої праці багатьох тисяч учених та
інженерів. Крім того, воно вимагало від люд-
ства чималих фінансових витрат: лише бу-
дівництво Великого адронного колайдера
обійшлося майже в 6 млрд євро. На думку
редакції, з цього відкриття починається ера
нової фізики. Так це чи ні, покаже майбутнє,
однак, незважаючи на рекламний галас, від-
криття бозона Хіггса повною мірою заслуго-
вує на визнання як «науковий прорив
року».
До речі, журнал «Nature» цього року зо-
середив свою увагу не на досягненнях науки,
а на людях, що найбільшою мірою вплинули
на наукове життя впродовж 2012 р. У їхньо-
му рейтингу першу сходинку посів гене-
ральний директор ЦЕРНу 64-річний Рольф
Хойєр, якого було відзначено за його роль у
«правильній презентації найбільшого нау-
кового відкриття року, якщо не всього деся-
тиліття», — виявлення бозона Хіггса. На
думку редакції журналу, саме Р. Хойєр зумів
м’яко переконати учасників експерименту
представити публіці наявні у них дані про
частинку, що за своїми параметрами відпо-
відає бозону Хіггса, і саме він «узяв на себе
ризик і відповідальність» за слово «відкрит-
тя» щодо цієї події. «Це відкриття могло б і
не стати таким, якби не дипломатія Рольфа
Хойєра», — зазначає видання.
ГЕНОМ ДЕНИСІВСЬКОЇ ЛЮДИНИ
Другу сходинку рейтингу посіло секвену-
вання геному денисівської людини. Свою на-
зву ця вимерла гілка homo дістала від Денисо-
вої печери в Алтайському краї, де в 2010 р.
було знайдено фрагменти скелета. Вчені
з’ясували, що денисівці населяли Південний
Сибір та Середню Азію і співіснували з не-
андертальцями і предками сучасних людей,
хоча й були відмінні від них.
Минулого року наукова група знамени-
того палеогенетика Сванте Паабо (Svante
Paabo) з Інституту еволюційної антрополо-
гії імені Макса Планка в Лейпцигу, маючи у
своєму розпорядженні лише уламок фалан-
ги пальця, змогла прочитати генетичний код
із виділеної ДНК з покриттям (coverage) 1,9,
тобто кожну ділянку геному було прочита-
но в середньому 1,9 раза. Цього достатньо,
щоб схарактеризувати геном лише в най-
загальніших рисах, але надто мало для
з’ясування багатьох цікавих питань. Річ у
тім, що ДНК зберігається у викопних кіст-
ках переважно у вигляді коротких фрагмен-
тів з кількох десятків нуклеотидів. Якщо по-
слідовність нуклеотидів у такому фрагменті
не унікальна, то її не можна прив’язати до
якогось конкретного місця в геномі.
І ось 30 серпня 2012 р. у журналі «Science»
було надруковано статтю, в якій дослідники
повідомили, що їм удалося значно підвищи-
ти якість секвенування геному денисівської
людини. Вони досягли покриття 31 (99,4%
нуклеотидів прочитано не менш як 10, а
92,9% — не менш як 20 разів), що не поступа-
ється секвенуванню ДНК-матеріалу від жи-
вої людини.
Виявилося, що ДНК належала дівчинці з
темним волоссям, карими очима і смагля-
вою шкірою, яка померла 74–82 тис. років
тому. Порівнюючи геноми денисівців із су-
часною людиною та неандертальцями, вчені
Теоретичне моделювання:
поява бозона Хіггса під час зіткнення протонів
97ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
встановили, що денисівська людина зали-
шила найбільший слід у геномах нинішніх
полінезійців і жителів островів Малайсько-
го архіпелагу.
Отже, змістову частину денисівського ге-
ному тепер реконструйовано з вражаючою
точністю. Цього вдалося досягти завдяки
новому методу роботи з давньою ДНК, який
винайшов один із авторів згаданої статті
Маттіас Майєр (Matthias Meyer). За його
словами, «ніхто не очікував, що вдасться
отримати такий високоякісний геном дав-
ньої людини. Всі були шоковані результа-
том, у тому числі і я». Таким чином, це нау-
кове досягнення — не лише новина про ще
один вид давньої людини, а насамперед трі-
умфальне відкриття нової методики, яка те-
пер дасть можливість фахівцям розшифру-
вати ДНК інших викопних решток.
НОВИЙ ІНСТРУМЕНТ
ГЕННОЇ ІНЖЕНЕРІЇ
Третю позицію у списку «Science» займає
нова технологія генної інженерії під назвою
TALEN (transcription activator-like effector
nucleases). Це білок, здатний розрізати мо-
лекулу ДНК у потрібних місцях і потім
зшити її, але вже по-іншому. TALEN — це
гібридні білки, одну частину яких узято в
бактерій, а інша є нуклеазою, яка власне і
робить розрізи в ДНК. Бактеріальний
фрагмент зв’язується з невеликими фраг-
ментами ДНК, а завдяки надзвичайній мін-
ливості його можна пристосувати для роз-
пізнавання майже будь-якої ДНК-по слі-
довності.
До цього часу генетики в ролі «ДНК-но-
жиць» використовували так звані «цинкові
пальці» — штучні цинковмісні білки, спеці-
ально сконструйовані для зв’язування з пев-
ною послідовністю в ДНК і доповнені фер-
ментами, що розщеплюють її на ділянці-
мішені. Однак такі білки складно синтезува-
ти, до того ж усі ключові патенти опинилися
в розпорядженні однієї приватної компанії.
Тому, коли в 2009 р. вперше заговорили про
TALEN як більш досконалий ДНК-редактор,
це викликало хвилю зацікавленості.
Нині TALEN — відпрацьована технологія,
і деякі вчені вважають, що незабаром вона
стане стандартною процедурою для всіх ла-
бораторій, що займаються молекулярною
біологією. Перспективи нової методики
важко переоцінити. Наприклад, важливо
знати, що робить той чи інший ген упродовж
усього життя, чи змінюється його функція,
чи продовжує він працювати і т.д. Донедав-
на з’ясувати це було неймовірно складно:
вдавалося вимкнути певний ген ще на стадії
ембріона, але ввімкнути його знов у вже до-
рослому організмі не виходило. І ось тепер
ми маємо шанс дізнатися про «вікові» осо-
бливості генів. Крім того, експерименти
проводили на тваринах, але їхній успіх до-
зволяє припустити, що за допомогою нової
методики теоретично можливо вмикати чи
вимикати гени людини, неправильне функ-
ціонування яких призводить до тяжких
спадкових хвороб. Саме тому редакція жур-
налу «Science» назвала технології TALEN
«крилатою ракетою геноміки».
НЕЙТРИННА ОСЦИЛЯЦІЯ
Четверте місце серед найважливіших на-
укових подій 2012 р. посіли результати екс-
перименту на нейтринних детекторах Дайя-
Бей (Daya Bay Reactor Neutrino Experi-
ment).
Цей експеримент у галузі фізики елемен-
тарних частинок з вивчення осциляцій ней-
трино проводить багатонаціональна кола-
борація, до якої входять дослідники з Ки-
таю (Інститут фізики високих енергій АН
КНР), Росії (Об’єднаний інститут ядерних
досліджень), США (Національна лаборато-
рія Лоуренса в Берклі), Тайваню і Чехії.
Установка розташована в Китаї, в містечку
Дайя-Бей, за 52 км від Гонконгу і складаєть-
ся з 3 нейтринних детекторів. Джерелом ан-
тинейтрино для них є 6 атомних реакторів,
розміщених на відстані 500 м від самих де-
текторів.
Фізиків цікавила осциляція нейтрино —
здатність частинок змінювати свій тип, так
званий «аромат». Є три типи нейтрино: елек-
тронні (народжуються в ядерних реакторах),
98 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
мюонні (під час розпаду піонів) і тау-
нейтрино (виникають у процесі зіткнення
частинок у прискорювачах). У проекті Дайя-
Бей досліджували перехід електронних ней-
трино в мюонні й тау-нейтрино. Для опису
осциляцій нейтрино використовують матри-
цю Понтекорво–Макі–Накагави–Сакати, у
верхньому рядку якої стоять так звані кути
змішування θ12, θ23, θ13. Перші два кути вже
відомі, а визначення третього, найменшого, і
стало метою наукового експерименту.
8 березня 2012 р. колаборація Дайя-Бей
заявила про те, що їм удалося виміряти па-
раметр θ13 з достатньою статистичною зна-
чимістю — 5,2 σ. Експеримент виявив нену-
льове значення для кута змішування θ13 —
8,8±0,8. Дослідники зізнаються: мало хто з
них очікував, що цей кут виявиться таким
великим.
Було також зафіксовано зникнення при-
близно 6% електронних антинейтрино, по-
роджених реакторами, але так і не зареє-
строваних детекторами. Зрозуміло, вони не
зникали, а переходили в інший стан — ста-
вали мюонними чи таонними, — відбувалася
власне осциляція.
Уже саме по собі визначення фундамен-
тального параметра — це непересічна науко-
ва подія, а встановлення ненульового зна-
чення θ13 означає, що існує асиметрія між
нейтрино і антинейтрино, так зване CP-
порушення. Цей факт, можливо, дасть фізи-
кам змогу пояснити, чому в нинішньому
Всесвіті антиматерія зникла, а матерія збе-
реглася — адже одразу після Великого вибу-
ху антиматерія і матерія мали з’явитися в
однакових частках. Факт такого домінуван-
ня ніяк не пояснюється в рамках Стандарт-
ної моделі, що й робить експеримент у Дайя-
Бей таким важливим.
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ ЕЛЕМЕНТІВ ДНК
На п’ятій позиції було відзначено ще один
прорив року в галузі біології — завершення
проекту ENCODE (The Encyclopedia of DNA
Elements). Це відкритий міжнародний нау-
ковий проект, спрямований на повний ана-
ліз та систематичне дослідження всіх функ-
ціональних елементів геному людини, запо-
чаткований у вересні 2003 р. і фінансований
Національним інститутом охорони здоров’я
США. Над проектом працювали понад 440
фахівців із 32 лабораторій Сполучених Шта-
тів Америки, Західної Європи, Японії та
Сингапуру.
Коли в 1990-х роках учені працювали над
іншим міжнародним проектом «Геном лю-
дини», очевидно, основну увагу вони приді-
ляли саме генам, тобто фрагментам ДНК,
що кодують білки. Їх усього 20 тис. із 3 млрд
нуклеотидів, що становлять геном. Навіщо
ж потрібна решта некодуючих послідовнос-
тей основ ДНК, було не зовсім зрозуміло, і
тому вони ще в 70-х роках дістали зневаж-
ливу назву «сміттєвої» ДНК. Щоб розібра-
тися з цією проблемою, генетики й започат-
кували ENCODE.
У вересні 2012 р. у найпрестижніших
журналах світу, в тому числі в «Science» і
«Nature», майже одночасно було опублі-
ковано понад 30 наукових статей, присвя-
чених завершенню десятирічного проекту
ENCODE з вивчення некодуючої частини
людського геному. Виявилося, що та сама
«сміттєва» ДНК відіграє дуже важливу роль
у життєдіяльності організму — близько 80%
цих послідовностей виконують регуляторну
функцію, керують генами, допомагаючи
вмикати чи вимикати їх, стають основою
для синтезу тих чи інших видів РНК, дозво-
Нейтринний детектор проекту Дайя-Бей
99ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
ляють ефективно упакувати ДНК у хромо-
сому і т.д.
Для біології результати цього досліджен-
ня надзвичайно важливі. Нині в рамках про-
екту ENCODE створюють повноцінну карту
людського геному, в якій кожній ділянці
приписано відповідну роль. «Це як Google
Maps для геному, — пояснює один із коорди-
наторів програми. — У Google Maps можна
знайти потрібне місце і розглянути його в
усіх видах і аспектах. Так само і в ENCODE
можна «наблизити» потрібну ділянку ДНК
і розглянути її функціональність у всіх де-
талях».
НЕБЕСНИЙ КРАН
Шостий рядок у списку «Science» відве-
дено технології «небесний кран» (Sky
Crane), за допомогою якої марсохід «Curi-
osity» було філігранно спущено на поверх-
ню планети.
Безсумнівно, найголовнішим досягненням
у космічній галузі в 2012 р. стала посадка
американського марсохода «Curiosity» на
Червону планету. Світові засоби масової ін-
формації приділили цій події неабияку увагу.
Mars Science Laboratory — космічна непіло-
тована місія NASA з доставки й експлуатації
планетохода третього покоління «Curiosity»
на Марс. Старт ракети з марсоходом і посад-
ковим модулем відбувся 26 листопада 2011 р.;
6 серпня 2012 р. «Curiosity» здійснив успішну
посадку на поверхню планети, а 22 серпня —
першу 16-хвилинну подорож по ній. Мета
програми — з’ясувати, чи існувало коли-
небудь життя на Марсі, зібрати відомості
про клімат і геологію планети, здійснити
підготовку до висадки на Марс людини. Ос-
новна місія апарата за планом має тривати
1 марсіанський рік (686 земних діб). На сьо-
годні вартість проекту становить уже понад
2,5 млрд доларів США.
Проектування марсохода «Curiosity» три-
вало близько 5 років. Він важить набагато
більше від своїх попередників — 900 кг (з
них 80 кг наукового обладнання) порівняно
з 185 кг «Spirit» та «Opportunity» і 10 кг
«Sojourner». На відміну від попередніх місій,
марсоходи яких отримували електрику від
сонячних батарей, для енергетичної системи
«Curiosity» було обрано радіоізотопний
(238Pu) термоелектричний генератор, що дає
змогу уникнути проблеми запилення пане-
лей і простоїв апарата в нічний час.
Однак найбільш унікальною операцією в
місії стала посадка апарата на поверхню
планети з використанням нової технології
Sky Crane. Взагалі м’який спуск на поверх-
ню Марса великої маси — дуже складне за-
вдання. Атмосфера надто розріджена для
Художнє зображення спуску марсохода «Curiosity» за
допомогою технології «небесний кран»
«Автопортрет» марсохода «Curiosity»
100 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
ефективного спрацювання парашутів чи
аеродинамічного гальмування і разом з тим
надто щільна, щоб створити проблеми зі
стабілізацією при гальмуванні ракетними
двигунами. Попередні марсоходи після вхо-
дження в атмосферу спускали на надзвуко-
вому парашуті, сповільнювали ракетними
двигунами, а потім ще здійснювали аморти-
зовану посадку на повітряні балони, але ве-
лика маса «Curiosity» не дозволяла вико-
ристання такого варіанта посадки. Крім
того, організатори місії вирішили спрямува-
ти марсохід у район кратера Гейла, одного з
найглибших кратерів на планеті, де, на їхню
думку, можна найкраще вивчити глибинні
шари марсіанського ґрунту і встановити гео-
логічну історію планети.
Тому для посадки «Curiosity» інженери
NASA після тривалих розрахунків створи-
ли абсолютно нову унікальну систему Sky
Crane. Після входження в атмосферу плане-
ти і спуску спочатку на надзвуковому пара-
шуті з висоти від 7 до 1,6 км, а потім за до-
помогою 8 гальмівних ракетних двигунів,
керованих інтелектуальною системою, при-
близно на висоту 20 м над поверхнею марсо-
хід, так би мовити, випадає з-під посадкової
платформи й зависає на міцних нейлонових
тросах. Sky Crane повинен повністю загаль-
мувати апарат на висоті близько 7,5 м, а по-
тім плавно опустити його на тросах. Щойно
датчики марсохода підтвердять, що він зна-
ходиться на твердій поверхні, троси від’ єд-
нуються, а спусковий модуль відлітає вбік,
щоб не пошкодити марсохід.
До речі, у грудневому номері журналу
«Nature» було опубліковано статтю, де дуже
яскраво і драматично описано, в якому нер-
вовому напруженні перебувала команда
марсіанського проекту під час іспиту в ре-
альних умовах нової системи посадки.
РЕНТГЕНОСТРУКТУРНИЙ
ЗНІМОК БІЛКА
Сьомою позицією в рейтингу відзначено
нову технологію вивчення структури білків
за допомогою рентгенівського лазера. Група
дослідників із США та Німеччини вперше
побачила в усіх деталях структуру ключово-
го ферменту, необхідного для виживання
паразита Trypanosoma brucei, що викликає
африканську сонну хворобу. Отримане зо-
браження було в мільярди разів чіткішим,
ніж одержані раніше за допомогою джерел
синхротронного випромінювання.
Структурний аналіз біомолекул — справа
взагалі непроста. До того ж найчастіше,
перш ніж переходити до структурного ана-
лізу з використанням рентгенівського ви-
промінювання, джерелом якого зазвичай є
синхротрон, спочатку потрібно виростити
досить великий кристал протеїну в лабора-
торних умовах. На це може знадобитися від
кількох днів до місяців.
Учені обрали інший шлях. За допомогою
вірусу дослідникам удалося помістити гене-
тичний ескіз ферменту в живу клітину ко-
махи. Інфікована клітина була змушена по-
чати відтворення ферменту, що привело до
постійного зростання його концентрації з
наступною кристалізацією. Приблизно че-
рез 70 годин кристали мікронного розміру
вже можна було побачити в мікроскоп.
Потім кристали вивчали з використанням
найпотужнішого у світі рентгенівського ла-
зера LCLS, що знаходиться в центрі SLAC у
Каліфорнії. І хоча високоінтенсивне випро-
мінювання випаровує кристали менш ніж за
мільярдну частку секунди, яскравість спа-
лаху була такою, що й цього часу вистачило
для з’ясування деталізованої дифракційної
картини кристала, що уможливило розраху-
нок усієї кристалічної структури ферменту.
Отже, рентгенівські лазери справді здатні
на революційний переворот у структурній
біології, й очікується, що апробований ме-
тод відкриє нові шляхи для вивчення біо-
логічних молекул.
ВРАТА МОЗКУ
Восьме місце у списку посів новий ней-
ронно-електронний інтерфейс BrainGate.
Де монстрація результатів його клінічних ви-
пробувань відбулася у квітні 2012 р. Дослід-
ники проекту BrainGate з Пенсільванії по-
знайомили широку громадськість із 58-річною
101ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
жінкою на ім’я Кеті, паралізованою впро-
довж 15 років. Вона, керуючи механічною
рукою за допомогою сили думки, взяла зі
столу пляшку кави, піднесла до рота, спо-
кійно відсьорбнула з трубочки і повернула її
на місце.
У моторні зони кори великих півкуль го-
ловного мозку пацієнтки було хірургічно
імплантовано мікрочип розміром з таблетку,
з 96 виходами електродів, сполучений із не-
великим пристроєм, закріпленим на голові.
Коли жінка формулює внутрішню команду
своїй руці виконати певну дію, у нейронах
моторної зони виникає характерний патерн
активності, що фіксується електродами мі-
крочипа. Її паралізована рука, зрозуміло, за-
лишається нерухомою, але мікрочип пере-
дає інформацію в комп’ютер, що керує робо-
тизованим маніпулятором, який і відтворює
потрібну дію.
Подібні технології, спрямовані на те, щоб
дати можливість паралізованим людям спіл-
куватися зі світом, розробляють у багатьох
лабораторіях світу вже не перше десятиріч-
чя. Вони поки що експериментальні, недо-
сконалі й надзвичайно дорогі, проте є надія
на їх стрімкий розвиток і на те, що найближ-
чим часом такі технології стануть доступні-
шими і зможуть допомогти тисячам людей з
обмеженими можливостями.
МАЙОРАНІВСЬКІ ФЕРМІОНИ
На дев’ятій позиції було відзначено екс-
перимент, результат якого може бути проя-
вом існування ферміонів Майорани — таєм-
ничих елементарних частинок, що водночас
є власними античастинками і можуть зни-
щуватися самі собою. Вони дістали свою на-
зву на честь молодого італійського фізика
Етторе Майорани (Ettore Majorana), який у
1937 р. теоретично передбачив їх існування,
однак досі такі частинки не було виявлено.
Фізики-теоретики припустили, що в осо-
бливих умовах колективний рух електронів
може спричинити появу квазічастинок, що
поводяться саме так, як мають поводитися
майоранівські ферміони. Щоб зареєструва-
ти ознаки такої квазічастинки, дослідниць-
ка група з Делфтського технічного універ-
ситету (Нідерланди) створила спеціальний
транзистор. Якщо у стандартному транзис-
торі напруга, прикладена до металевого
електрода, зумовлює проходження струму
через напівпровідник між двома іншими ме-
талевими електродами, то з теорії випливає,
що, замінивши один із вторинних електро-
дів надпровідником і подаючи струм через
особливу напівпровідникову нанонитку під
дією магнітного поля, можна очікувати від
електронів у цій нанонитці колективної по-
ведінки, яка свідчить, що на протилежному
кінці нитки є ферміони Майорани. Так, до-
статня енергія електрона дозволить йому
пройти крізь ферміон Майорани, який має
знаходитися на іншому кінці нанонитки.
Якщо ж подати струм через нормальний
електрод до надпровідного без магнітного
поля, то електрони відскакуватимуть від
надпровідника, оскільки їхньої енергії не
вистачить для проходження через ферміо-
ни. Отже, без магнітного поля струм на над-
провідному електроді не з’явиться і напруга
на ньому дорівнюватиме нулю, а вмикання
магнітного поля дозволить електронам уві-
йти в надпровідник і спричинити на виході
стрибок напруги.
Дифракційна картина структури білка
102 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2013, № 2
НОВИНИ НАУКИ
Такий стрибок і зареєстрували дослідни-
ки. Коли магнітне поле вимикали або міня-
ли другий електрод на надпровідний, умо-
ви, теоретично необхідні для існування
квазічастинок на зразок майоранівських
ферміонів, зникали, а разом з ними зникав
і стрибок напруги. Так було експеримен-
тально виключено будь-яку ймовірність,
що цей стрибок напруги викликаний інши-
ми причинами, а отже, вдалося надійно,
хоч і непрямо, зафіксувати наявність фер-
міонів Майорани.
Майоранівські ферміони цікаві не про-
сто як абстрактні нові елементарні частин-
ки. Вони можуть мати практичне застосу-
вання для створення стабільного квантово-
го ком п’ютера, оскільки, як передбачають
теоретичні розрахунки, ферміони Майо-
рани мають «пам’ятати» свій колишній
квантовий стан навіть після дії зовнішніх
факторів.
ШТУЧНА ЯЙЦЕКЛІТИНА
Завершує рейтинг найвизначніших нау-
кових проривів 2012 р. за версією журналу
«Science» досягнення японських учених із
Кіотського університету, які виростили з
ембріональних стовбурових клітин миші
функціональні яйцеклітини. Після заплід-
нення та імплантації сурогатній матері з та-
ких яйцеклітин народилися здорові мише-
нята, які у свою чергу дали життєздатне по-
томство. Запропоновану методику можна
також застосовувати і для індукованих плю-
рипотентних стовбурових клітин, які отри-
мують із клітин дорослого організму і пере-
програмовують так, що вони поводять себе
як ембріональні стовбурові клітини.
Спершу дослідники обробляли стовбурові
клітини мишей різними сигнальними білка-
ми і факторами росту, щоб запустити в них
програму перетворення на гоноцити — у зви-
чайного ембріона це попередники статевих
клітин, як яйцеклітин, так і сперматозоїдів.
До отриманих гоноцитів додавали допоміж-
ні клітини з тканини донорських яєчників,
попередньо видаливши з них усі статеві клі-
тини. Після цього отриману суміш імпланту-
вали в яєчники мишей. Усередині організму
гризунів формувалися структури, подібні до
яєчників. У такому стані штучні гоноцити
дозрівали і перетворювалися на яйцекліти-
ни. Їх виділяли, проводили штучне заплід-
нення й імплантували сурогатній матері.
«Штучні» мишенята народилися здоровими,
без будь-яких помітних відхилень. Раніше
ця ж група вчених перетворила стовбурові
клітини на сперматозоїди. Цей процес очіку-
вано виявився дещо простішим — не потріб-
но було використовувати допоміжну донор-
ську тканину.
Перетворення стовбурових клітин на ста-
теві пов’язане з низкою труднощів, оскільки
розвиток статевих і соматичних клітин від-
бувається зовсім різними шляхами. Це до-
сягнення допоможе зрозуміти, як сигнали
навколишніх тканин впливають на вмикан-
ня програми мейозу — особливого виду по-
ділу клітин, унаслідок якого хромосомний
набір зменшується вдвічі, і з’ясувати меха-
нізми регуляції цього процесу, які ще недо-
статньо вивчені.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-43032 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0372-6436 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:26:11Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | 2013-04-14T18:30:07Z 2013-04-14T18:30:07Z 2013 Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» // Вісн. НАН України. — 2013. — № 2. — С. 95-102. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/43032 21 грудня 2012 року вийшов спеціальний випуск одного з найпрестижніших наукових видань світу — журналу «Science». За традицією, редакція журналу підводить підсумки року і пропонує читачам рейтинг найцікавіших і найважливіших наукових досягнень 2012 року. Фізика, біологія і розвиток технологій — наукові сфери, що цього року привернули до себе найбільшу увагу. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України Новини науки Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» Article published earlier |
| spellingShingle | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» Новини науки |
| title | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» |
| title_full | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» |
| title_fullStr | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» |
| title_full_unstemmed | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» |
| title_short | Наукові прориви 2012 року за версією журналу «Science» |
| title_sort | наукові прориви 2012 року за версією журналу «science» |
| topic | Новини науки |
| topic_facet | Новини науки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/43032 |