Учёные разработали новую теорию взаимодействия света и материи

Они смогли определить точную форму отдельного фотона. Исследование опубликовали в журнале Physical Review Letters.

Учёные изучили природу фотонов — частиц света. Они исследовали, как фотоны испускаются атомами и молекулами и формируются под влиянием окружающей среды.

Это позволило детально рассмотреть механизм взаимодействия фотона с материей и описать процесс распространения энергии в пространстве. Для исследования разработали модель, которая объединяет взаимодействие фотона и излучателя, а также описывает распространение энергии в отдаленную область пространства, известную как «дальнее поле».

Учёные преобразовали сложную задачу моделирования в вычислимую форму, что позволило построить визуализацию фотона и устранить неопределенности, которые ранее рассматривались как шум. Модель также позволила изучить влияние геометрии и оптических свойств окружающей среды на характеристики фотонов.

Учёные показали, что эти свойства определяют форму, цвет и вероятность существования фотона. Результаты работы открывают перспективы для разработки нанофотонных технологий.

Возможность описания взаимодействия фотонов с окружающей средой может быть применена для создания новых сенсоров, улучшения фотоэлектрических элементов или управления химическими реакциями на молекулярном уровне. Это также важно для безопасной связи и разработки квантовых вычислительных технологий.

Они изучают электродермальную активность (ЭДА) — свойство кожи менять сопротивление в зависимости от внутренних и внешних факторов. Специальный прибор измеряет уровень потоотделения через кожу и «читает» изменение тонуса вегетативной нервной системы.

Когда человек активен, его состояние одно, а когда он засыпает — другое. Старший научный сотрудник лаборатории нейротехнологий НовГУ Михаил Луков рассказал, что предложенный учёными метод измерения ЭДА отличается от классического, требующего проводов, соединяющих устройство с компьютером.

Теперь это браслет, регистрирующий изменения электрической активности в области запястья. Он выявляет изменения тонуса нервной системы и передаёт информацию в специальное приложение.

Михаил Луков поделился интересным наблюдением: электродермальная активность снижается при длительных стрессовых состояниях. Также совместно с лабораторией сомнологии Научного медицинского исследовательского центра имени Алмазова было выявлено существование периодов высокой ЭДА во время ночного сна.

Пациенту надевали на руку специальный браслет для измерения ЭДА и подключали к прибору для определения различных фаз сна. Оказалось, что именно в фазу глубокого сна, которая длилась от 60 до 90 минут, повышалась электродермальная активность.

Таким образом, учёные предполагают, что в будущем с помощью потоотделения они смогут отслеживать качество сна.

В этих тёмных кратерах, называемых «холодными ловушками», есть водяной лёд. Это делает их интересными для исследователей.

Многие космические агентства, включая Россию, нацелились на район Южного полюса Луны, а точнее на вал Бассейна Южный полюс-Эйткен — это самый большой кратер Луны размером 2400 на 2050 километров. Западные учёные изучали 50-километровый кратер Шумейкер с помощью камеры ShadowCam, размещённой на спутнике Korea Pathfinder Lunar Orbiter Корейского института аэрокосмических исследований.

Они заметили некоторые признаки льда на дне кратера. Наши учёные впервые составили более точную карту расположения ледяных «колодцев» в Шумейкере по снимкам с разрешением около 1,6 метра.

Александр Базилевский, главный научный сотрудник лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ РАН и доктор геолого-минералогических наук, рассказал, что лёд в кратере Шумейкера был обнаружен несколько лет назад с помощью российского прибора ЛЕНД, установленного на американском аппарате LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). На лёд указывал очень низкий нейтронный поток.

В новой работе учёные рассмотрели особый вид кратеров — с выпуклыми валами, образованными за счёт «вязкого» движения материала выбросов. В кратере Шумейкер оказалось несколько таких мини-кратеров диаметром от 1 до 3 километров.

Я спросил Александра Тихоновича, откуда в кратере появилась вода. Он ответил, что она могла появиться от комет или обычных метеоритов.

Дно кратера затенено, поэтому там очень холодно, и это «холодная ловушка», которая захватывает водяной пар, превращающийся в лёд. Водяной пар может иметь три источника: кометы, углистые хондриты (метеориты, содержащие воду в связанном состоянии) и лунные магматические извержения.

Чтобы проверить эту гипотезу, нужно привезти образцы льда из кратера Шумейкер или другого кратера с Южного полюса Луны. Одна из будущих российских лунных миссий планирует привезти лёд на Землю в замороженном состоянии.

Если это удастся, можно будет определить соотношения источников воды по характерному изотопному составу водорода и кислорода этого льда.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Neurobiology of Aging. В ходе эксперимента мыши употребляли алкоголь в больших количествах, имитируя человеческую склонность к обильному приёму спиртного по выходным.

Мышам давали доступ к алкоголю каждые четыре дня в течение четырёх недель, что соответствует периоду ранней взрослой жизни. Затем алкоголь был полностью исключён на шесть месяцев.

Учёные обнаружили, что даже после длительного воздержания от алкоголя пирамидальные нейроны, отвечающие за передачу сигналов в мозге, демонстрировали снижение возбудимости. Это затрудняло передачу сигналов, как если бы «педаль газа» мозга требовала большего усилия для активации.

Также ГАМКергические нейроны, которые отвечают за торможение активности других нейронов, становились более подвержены воздействию возбуждающего нейротрансмиттера глутамата. Это связано с когнитивным ухудшением при деменции.

Изменения в нейронах, вызванные запойным употреблением алкоголя, оказались схожи с теми, что наблюдаются при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера. Это позволяет предположить, что запойное пьянство в раннем возрасте может быть одним из факторов, провоцирующих когнитивные нарушения в старости, даже если употребление алкоголя прекратилось десятилетия назад.

Авторы исследования подчёркивают, что проблемы когнитивного здоровья, вызванные пьянством в молодости, потенциально можно предотвратить или смягчить. Они также планируют дальнейшие исследования, направленные на поиск терапевтических средств, включая использование соматостатина для восстановления нейронной функции.

Спикер исследования не упоминается конкретных рекомендаций по предотвращению или лечению этих проблем, но подчёркивает важность отказа от злоупотребления алкоголем в раннем возрасте.

Результаты были опубликованы в журнале Nature Human Behaviour. Люди среднего и пожилого возраста, которые пользуются интернетом, чувствуют себя более счастливыми и здоровыми, а также меньше страдают от депрессии.

Они отправляют письма, ищут информацию, бронируют путешествия и делают покупки онлайн. Исследователи считают, что доступ к информации о здоровье и возможность общаться с другими людьми через интернет помогают пожилым людям чувствовать себя лучше.

В исследовании участвовали 87 559 человек из 23 стран, включая США, Китай, Великобританию, Бразилию и Мексику. Они наблюдались в течение шести лет.

Учёные выяснили, как часто они пользуются интернетом, и сопоставили это с их оценками удовлетворённости жизнью, самооценкой здоровья и наличием симптомов депрессии. Оказалось, что в США, Англии и Китае пользователи интернета меньше страдают от депрессии и лучше оценивают своё здоровье.

Однако частота использования интернета не всегда связана с риском ухудшения психического здоровья и может различаться между странами. Учёные предполагают, что интернет помогает пожилым людям не чувствовать себя одинокими и общаться с другими людьми.

Кроме того, он даёт им возможность получить медицинскую консультацию и эмоциональную поддержку, что особенно важно в странах, где доступ к службам психического здоровья ограничен.