10 прорывов года

Метеорит, материя из света, глаз киборга и фотография внутренностей молекулы. "Огонек" представляет самые значительные научные события 2013 года

Подготовила Елена Кудрявцева

Астрофизика: челябинский "гость"

Главная научная новость 2013 года сама прилетела в Россию из космоса: в середине февраля над Челябинском взорвался метеорит, что стало самым мощным событием со времен Тунгусской катастрофы. Что особенно важно: полет болида и последующий взрыв были задокументированы с небывалой точностью. В распоряжении ученых оказались записи множества видеорегистраторов, камер видеонаблюдения и мобильных телефонов, что позволило им установить не только траекторию Челябинского болида, но даже его родительское тело, от которого он откололся. Осенью все крупные обломки Челябинского метеорита были подняты со дна озера Чебаркуль. Также уходящий год запомнился для российской науки бездарной реформой РАН и "Диссергейтом" — серией скандалов вокруг "липовых" диссертаций.

Робототехника: марсоход на марше

Главным героем года, несомненно, стал робот-марсоход Curiosity, продолжающий свое путешествие по поверхности Красной планеты. Благодаря марсоходу ученые уже убедились, что на Марсе в прошлом существовали условия, благоприятные для жизни. Например, марсоход обнаружил "оазис", где некогда вполне могла существовать жизнь,— это древнее озеро в кратере Гейла. Как показали анализы почвы, водоем был заполнен теплой водой с нейтральным или слабощелочным pH, что благоприятствует зарождению жизни. Все это вместе, как полагают исследователи, позволяет говорить, что на древнем Марсе были условия для поддержания жизни.

Космология: и снова бозон

В марте 2013 года участники эксперимента, проводимого на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, подтвердили, что найденная в прошлом году частица все-таки является бозоном Хиггса. И задали новый вопрос: является ли зафиксированная частица классическим вариантом бозона Хиггса или одной из его разновидностей? Дело в том, что, согласно разным теориям, возможно существование более пяти разновидностей этой частицы. В то же время Нобелевский комитет отметил находку бозона Хиггса премией — лауреатами Нобелевской премии - 2013 стали сам 84-летний Питер Хиггс и 81-летний бельгиец Франсуа Энглер, работавшие над созданием теории о механизме появления массы элементарных частиц.

Квантовая физика: материя из света

Совершенно новый тип материи удалось получить в этом году американским физикам из Массачусетского технологического института. Сенсация в том, что новое вещество состоит из света. До сих пор ученые были уверены, что подобное осуществить невозможно, так как фотоны не имеют массы и не взаимодействуют друг с другом. Команда физиков под руководством нашего соотечественника Михаила Лукина доказала обратное. Для опыта ученые создали особую экстремальную среду, через которую они пропускали фотоны. Свет попадал в вакуумное пространство, заполненное атомами рубидия и охлажденное до сверхнизких температур. В результате на выходе, к большому удивлению физиков, фотоны начинали вести себя так, как будто у них есть масса — они взаимодействовали друг с другом. Ученые отметили, что фотонные молекулы вели себя не как обычные лазерные лучи, а как фантастические световые мечи.

Медицина: бионический глаз

Первый работающий бионический глаз был успешно опробован в этом году. Устройство Argus II, выпущенное компанией Second Sight Medical Products, похоже на нечто среднее между навороченными очками и глазом киборга. Оно помогает частично обрести зрение слепым людям, страдающим дегенеративными заболеваниями сетчатки. Бионический глаз состоит из камер, которые создают цифровое изображение и передают его на сохранившиеся здоровые слои сетчатки. В результате человек может "видеть" картинку, близкую к той, которую наблюдают зрячие. Ее качество зависит от степени поражения глаза. В показательном эксперименте с использованием Argus II участвовали 30 абсолютно слепых людей. Восемь из них с помощью бионического глаза смогла прочитать заголовки в газетах, остальные "увидели" передвижение крупных объектов, свет и тень.

Геология: вулкан-гигант

Самый большой вулкан Солнечной системы — подводный вулкан Таму, размером с Великобританию — обнаружен у берегов Японии в Тихом океане. Высота вулкана — 4 километра, а его купол занимает площадь около 300 000 квадратных километров. Оценить этого гиганта у человека нет никакой возможности: вершина Таму находится на глубине 2 километров. Поэтому нет ничего удивительного в том, что Таму нашли только в этом году. Вернее, "нашли" — неправильно слово, ведь ученые исследовали его кратер еще лет 20 назад. Но все это время в научном сообществе не утихали споры о том, один это вулкан или же комплекс из нескольких вулканов. В итоге Таму был признан полноценным вулканом, хотя и потухшим — последний раз он проявлял активность 140 млн лет назад. Изучение Таму поможет лучше понять, что собой представляет мантия Земли.

Астрономия: звездный скелет

Новая часть Млечного Пути была обнаружена в этом году с помощью американского телескопа Спитцер. Речь идет о так называемых костях, составляющих "скелет" нашей галактики. Это - полосы из пыли и газа, из которых формируются звезды. Размер одной "косточки" Млечного Пути, названной "берцовой", впечатляет: 300 световых лет в длину и 1-2 световых года в ширину. Масса этой кости — около 100 тысяч звезд размером с Солнце.

Это открытие, уверены ученые из Смитсоновского центра астрофизики, поможет нам лучше понять устройство Млечного Пути. Ученые уже построили компьютерную модель и выяснили, что спиральные рукава нашей галактики могут быть соединены целой сетью подобных "костей".

Химия: портрет молекулы

Впервые в истории науки ученым удалось отследить и заснять превращения внутри органической молекулы. Для этого химикам из университета в Беркли понадобился мощный атомно-силовой микроскоп, способный разглядеть объекты в одну десятимиллионную долю миллиметра. Именно такой размер имеют атомы и межатомные связи углерода. Фотосессия столь крошечных деталей мира не являлась целью ученых. Они занимались созданием тонких графеновых структур, состоящих из углерода, и для контролирования этого процесса решили использовать самый совершенный на сегодняшний день микроскоп. Молекулы поместили на поверхность серебряной чашки и нагрели до тех пор, пока они не начали изменяться. Так ученые впервые получили фотографии атомов углерода, водорода и электронных межатомных связей и даже сняли короткий фильм о превращениях внутри одной молекулы.

Археология: вход в ад

Самым громким открытием года в археологии стало обнаружение на юго-западе Турции древних врат Плутона, которые в античные времена считались входом в преисподнюю. Итальянские археологи из Университета Саленто вели раскопки фригийского города Иераполиса недалеко от современного курорта Памуккале, когда обнаружили остатки врат, много раз описанных в античных текстах. Например, Страбон писал, что вход представляет собой пещеру, внутри которой клубится плотный ядовитый туман, и всякий, кто туда попадает, мгновенно гибнет. Это место действительно изобилует пещерами, заполненными углекислым газом, так что во время раскопок археологи то и дело находили мертвых птиц рядом с входом.

Сенсацией стало и то, что врата Плутона сохранились в очень хорошем состоянии. Помимо них были найдены руины храма, бассейн и ступени лестницы, ведущей к пещере.

Материаловедение: последняя капля

В 2013 году закончился самый длительный в истории науки эксперимент, известный как Pitch Drop Experiment. Его суть состоит в том, чтобы показать удивительное свойство некоторых веществ, которые, будучи формально твердыми, на самом деле представляет собой очень вязкую жидкость. И вот в 1927 году профессор Томас Парнелл из Австралийского университета Квинсленда поместил кусок запекшегося битума в специальную воронку, подставил стакан и стал ждать. И ровно через 11 лет первая капля битума упала в стакан. Вторая капля упала в 1947 году, третья — в 1954-м и так далее — в каждое десятилетие по капле. Правда, ученым не удавалось ни наблюдать, ни фиксировать моменты падений — о колбе с битумом часто забывали, и падение капель фиксировались с большим опозданием. Зато в этом году падение капли было впервые задокументировано.