Как атомные часы стали эталоном времени и что их может заменить в будущем?

Обмен штаммами между дикими птицами и домашними курами резко возрос из-за интенсификации птицеводства. Это создаёт условия для смешения и распространения бактерий, а также приобретения ими новых свойств.

Профессор Сэм Шеппард из Оксфордского университета, старший автор исследования, говорит: «По мере стремительного роста поголовья кур они всё чаще заражаются штаммами от разных видов диких птиц и становятся своеобразным котлом для эволюции бактерий. Множество штаммов смешиваются и гибридизируются.

Нам это не нужно, потому что именно так появляются новые „монстры“ из бактерий». Кампилобактерии — самая распространённая бактериальная причина диареи во всём мире.

В Великобритании из-за них ежегодно регистрируется в три раза больше случаев гастроэнтерита, чем из-за всех других отслеживаемых пищевых бактерий вместе взятых. По оценкам, 60–80 % случаев заражения кампилобактериями происходит при употреблении в пищу сырого куриного мяса.

Шеппард отмечает: «При термической обработке патогенные микроорганизмы погибают, но достаточно небольшого количества, чтобы они оказались на листьях салата, ваших руках или ноже». Большинство людей выздоравливают без лечения, но иногда требуются антибиотики, а инфекция также повышает риск развития синдрома раздражённого кишечника.

Растущая устойчивость к противомикробным препаратам приводит к тому, что некоторые антибиотики, которые ранее использовались для лечения кампилобактериоза, становятся неэффективными. Майя Пардо, координатор по правовым вопросам организации «Сообщества против промышленного животноводства» (Communities Against Factory Farming, CAFF), утверждает: «Интенсивное птицеводство в Великобритании вышло из-под контроля, и 100-кратное увеличение распространения кампилобактерий — последнее в длинном списке разрушительных последствий.

В то время как общественность отчаянно требует запретить промышленные фермы, правительство абсурдно пытается ослабить требования к планированию, чтобы построить ещё больше этих опасных для здоровья промышленных объектов». С 1960-х годов поголовье кур в мире увеличилось в семь раз и составляет около 27 миллиардов особей, что составляет примерно 70 % всей биомассы птиц на Земле.

Интенсивное разведение привело к появлению «супербыстрых» кур, которые достигают размеров взрослой особи и идут на убой в возрасте около пяти недель.

По его словам, рост заболеваемости связан с распространением вируса папилломы человека и вируса Эпштейна-Барр. «В настоящее время рак ротоглотки выходит на первое место.

Это связано с распространением вирусных инфекций — вируса папилломы человека и Эпштейна-Барр. Первый влияет на развитие рака ротоглотки, второй — носоглотки», — пояснил онколог.

Врач отметил, что злокачественные опухоли могут возникать в ротовой полости, глотке, гортани, носу, околоносовых пазухах, орбите, слюнных и щитовидных железах. Их распространённость сопоставима с количеством опухолей молочной железы.

Решетов подчеркнул, что рак ротоглотки представляет серьёзную угрозу для качества жизни человека.

Примерно половина этих веществ попадает на поля, загрязняя сельскохозяйственные угодья. Влияние PFAS на здоровье человека всё ещё изучается, но уже есть доказательства их связи с некоторыми видами рака, сердечно-сосудистыми заболеваниями, рассеянным склерозом и проблемами с фертильностью.

Особенно страдают мелкие фермеры и производители органической продукции, которые использовали такие удобрения до того, как масштаб угрозы стал очевиден. Традиционные методы очистки, такие как выкапывание и сжигание верхнего слоя, не только дороги, но и разрушительны для экосистемы.

Они уничтожают плодородный слой и выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа. Предлагаемый метод «усиленного выветривания» работает за счёт того, что щелочные породы повышают pH почвы до 7.

Это увеличивает подвижность ключевых PFAS, таких как перфтороктановый сульфонат и перфтороктановая кислота. Растения, высаженные на этой почве, накапливают их в своих тканях гораздо быстрее.

Когда они собраны и подвергнуты пиролизу, часть остаточных PFAS остаётся иммобилизованной в биоугле, который можно вернуть в почву, создавая замкнутый цикл. Высокотемпературный пиролиз сам по себе требует энергии и ведёт к выбросам.

Однако поглощение углерода за счёт усиленного выветривания компенсирует эти потери. В национальном масштабе технология могла бы ежегодно удалять из атмосферы 10,5 миллионов метрических тонн углерода.

Исследовательская группа под руководством Джейка Томпсона подчеркнула, что их подход не только экономически эффективен, но и даёт фермерам реальную свободу действий и шанс оставить землю в лучшем состоянии, чем она была до загрязнения. Однако остаются вопросы о точной судьбе «вечных химикатов» в процессе пиролиза и о том, как разные типы почв реагируют на обработку.

Учёные надеются, что их методика будет протестирована в полевых условиях и даже станет частью общенациональной программы ремедиации. Потому что PFAS накапливаются во всём мире, и то, что работает в США, может быть адаптировано и для других стран, где сельское хозяйство также страдает от этого загрязнения.

«Сочетание геохимии, агрономии и термохимии может дать нам ключ к тому, чтобы начать обращать вспять десятилетия неосмотрительного использования вечных химикатов, превращая землю из накопителя ядов в источник здоровой пищи и чистого углеродного баланса», — заключают исследователи.

Это говорит о том, что время и пространство могут «таять» независимо друг от друга, следуя разным физическим законам. Вместо создания квантового кристалла времени, который сложно построить и поддерживать в стабильном состоянии, учёные использовали классическую механическую модель.

Они взяли плоскую поверхность, которая вибрировала с частотой 100 Герц, и поместили на неё сотни маленьких пластиковых дисков с шестью угловатыми ножками. Когда диски сталкивались с вибрирующей пластиной, они получали случайные импульсы, что должно было вызвать хаотичное движение.

При достаточной плотности диски сами организовались в треугольную кристаллическую решётку, которая начала вращаться как единое твёрдое тело с периодом около пяти часов. Это вращение было очень стабильным и не зависело от внешней вибрации, создавая долгопериодический ритм.

Чтобы спровоцировать плавление, учёные начали удалять часть дисков, уменьшая плотность системы. Кристалл расплавился в три этапа: сначала ритм начал сбиваться в отдельных местах, но решётка сохраняла порядок, затем временное упорядочение полностью рухнуло, хотя пространственная структура ещё держалась, и только на финальной стадии распалась и сама кристаллическая решётка, превратившись в неупорядоченную жидкость.

Исследователи выяснили, что потеря временного порядка связана с ослаблением взаимодействий между частицами, а разрушение происходит из-за распространения дефектов по решётке. «Это чёткое различие между двумя механизмами показывает, что правила, управляющие порядком во времени, фундаментально отличаются от правил, управляющих порядком в пространстве, что подтверждает теоретические предсказания о независимости этих двух симметрий даже в процессе разрушения», — поясняют учёные.

Эта модель, хотя и далека от квантовых систем, где пространственно-временные кристаллы были впервые предсказаны, демонстрирует, что принципы нарушения симметрии могут проявляться удивительно единообразно на разных масштабах.