«Квантовая машина» пришла первой

Журнал Science подвел итоги 2010 года

Создание рукотворного квантового устройства, расшифровка генома неандертальца и значительные успехи профилактики ВИЧ названы самыми важными научными событиями 2010 года по версии журнала Science. В список важнейших работ десятилетия снова попали расшифровка генома, труд об изменении климата и успехи в поисках экзопланет.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3300707",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3469125_i_1"
}

В пятничном (и последнем в этом году) выпуске влиятельный научный журнал Science подводит итоги года. Мы вместе с ним вспомним о важных научных открытиях, с которыми в уходящем году знакомила своих читателей «Газета.Ru».

Самым важным открытием года редакция журнала назвала создание первой рукотворной «квантовой машины».

«До этого года все рукотворные объекты двигались согласно законам классической механики. Однако в марте коллектив ученых под руководством Эндрю Клеланда и Джона Мартиниса из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре создали цифровое устройство, движение которого может быть описано только законами квантовой механики – сводом правил, который используется для описания поведения мельчайших частиц — молекул, атомов и элементарных частиц», — отмечается в сообщении редакции журнала.

Квантовая машина — это набор маленьких полупроводников, видимых невооруженным глазом. Чтобы перевести его в «квантовое состояние», физики сначала охладили его настолько, что система достигла основного состояния — самого нижнего энергетического уровня, разрешенного законами квантовой механики, а затем сообщили системе квант энергии. Журнал Science и его издатель, некоммерческое сообщество AAAS, признали создание рукотворного квантового устройства открытием года. Кроме того, были названы еще несколько

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3373710",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3469125_i_2"
}

важных научных открытий в разных областях знания.

Следующим в списке важнейших научных достижений года стоит создание бактерии с полностью синтетическим геномом коллективом скандально известного ученого Крейга Вентера.

Биологам удалось полностью заменить ДНК бактерии новым синтетическим геномом, который успешно включился в управление синтезом белков.

Исследователи полагают, что в будущем синтетический геном принесет пользу при создании новых видов биотоплива, лекарств и других химических веществ.

Генетики достигли значительного успеха в расшифровке генома неандертальца. Подробному изучению подверглись три самки неандертальца, жившие на территории современной Хорватии в период 38–44 тыс. лет назад. Новые методы исследования позволили ученым провести прямое сравнение генетики неандертальцев и современных людей.

Достигли в этом году успехов и специалисты по профилактике ВИЧ. Вагинальный гель, содержащий противовирусный препарат тенофовир, позволил сократить заражаемость тестовой группы женщин в Африке на 39%, а превентивное пероральное применение препарата профилаксис привело к снижению заражаемости ВИЧ на 43,8 % в группе мужчин.

Генетика помогает не только смотреть в далекое прошлое, но и лечить болезни. Разработанный метод секвенирования (определения последовательности генов) в так называемом экзоне, небольшом участке генома, который кодирует белки, исследователям удалось определить генетические мутации, ответственные за возникновение ряда редких наследственных заболеваний.

Редакция журнала также отметила важность ряда теоретических исследований. В этом году были значительно усовершенствованы расчетные методы молекулярной динамики, которые необходимы для моделирования движения белков. Кроме того, был

создан «квантовый симулятор», который позволяет визуализировать квантовые эксперименты.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3452993",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3469125_i_3"
}

Симулятор представляет собой особый кристалл, где «точки» лазера играют роль ионов, а атомы – электронов. Устройство позволяет разобраться в сложных проблемах физики конденсированных сред, а также точнее описать явление сверхпроводимости.

«Геномика нового поколения» также активно развивалась. Усовершенствование технологий секвенирования позволило проводить масштабные исследования ДНК ископаемых и современных организмов. Так, проект «тысячи геномов» уже помог полностью определить вариации генов, которые в прямом смысле этого слова делают нас людьми.

Исследования в области стволовых клеток ознаменовались достижениями в репрограммировании обычные клеток (то есть их фактическом превращении в стволовые). В этом году биологи научились делать это с помощью синтетической РНК. По сравнению с ранее разработанными эта технология вдвое быстрее, в сто раз эффективнее и теоретически заметно безопаснее при терапевтическом использовании.

Кроме того, в этом году биологи признали, что «вошедшие в моду» исследования на мышах несовершенны: пресловутая лабораторная крыса представляет собой куда более совершенную модель для испытания действия препаратов на человеческий организм.

2010 год завершает первое десятилетие нового века, поэтому Science подвел первые итоги «науки в XXI веке».

В число «прорывов десятилетия» снова вошли генетические исследования, определившие, какая часть генома отвечает за кодирование белков, а также функции других его участков.

Наши знания о Вселенной в XXI веке также расширились. Человек получил новые представления о составляющих мира материи, темной материи и темной энергии. Кто знает, может быть в ближайшие 10 лет или меньше ученые наконец «увидят» и сами частицы темной материи?

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3390593",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3469125_i_4"
}

Кроме того, за эти 10 лет палеобиологи обнаружили «живые» биомолекулы — ДНК и коллаген — в частицах древних растений, останках людей и животных. Так генетика подключилась к исследованиям в области археологии, палеонтологии и эволюции.

Большие успехи сделала астрономия. Удалось выяснить, что Марс когда-то был достаточно богат водой, чтобы на нем возникла жизнь.

Впечатляющими темпами развиваются поиски экзопланет — планет за пределами Солнечной системы. Если в 2000 году известно было всего 26 таких небесных тел, то на сегодня уже 502.

Также ученые смогли перепрограммировать работу клеток, изучили геном микробов (оказалось, что 90% (по числу) клеток в нашем теле — бактериальные), подробнее изучить воспалительные процессы в человеческом организме, создать метаматериалы (даже «плащи-невидимки» в определенных диапазонах длин волн), а также прояснить тенденции изменения климата Земли.