От бозона до Джоконды

Бозон Хиггса, слепая "змея", очки с выходом в интернет или останки Моны Лизы: какими научными открытиями запомнится ученым 2012 год?

Текст Елена Кудрявцева

Физика

Где сидит бозон?

В июле 2012 года ученые Европейской организации по ядерным исследованиям CERN неожиданно поймали бозон Хиггса — недостающее звено для формирования Стандартной модели мироздания, которая позволяет объяснить, почему все объекты в нашей Вселенной наделены массой.

Неожиданность, собственно, в том, что, хотя на поиски частицы ушел не один десяток лет, в реальность победы далеко не все верили. О невозможности обнаружения бозона Хиггса, например, говорил такой авторитет в теоретической физике, как Стивен Хокинг. Тем не менее, неуловимую частицу удалось обнаружить сразу двум командам исследователей, работающих на двух детекторах Большого адронного коллайдера в Центре ядерных исследований (CERN) в Швейцарии. "Господа, возможно, мы нашли бозон Хиггса!" — такими словами объявил об открытии директор CERN по исследовательской работе Серджио Бертолуччи. На заседании присутствовал и сам почетный профессор Эдинбургского университета 83-летний Питер Хиггс, более 40 лет назад предсказавший существование частицы.

Интересно, что первые результаты этого эксперимента группа физиков, работающих на детекторе ATLAS, получила еще в прошлом году, но ученые не спешили обнародовать открытие: известно немало случаев, когда вполне серьезные физики объявляли об открытии бозона, так и не дождавшись тщательной проверки результатов. Более того, исследователи до сих пор предпочитают говорить, что найдена частица, "похожая на бозон Хиггса".

Космос

Марсоходские хроники

В августе в рамках миссии Mars Science Laboratory (MSL) на поверхность Марса в районе кратера Гейл был доставлен марсоход третьего поколения Curiosity (то есть, "Любопытство" или "Любознательность",— название выбрано по результатам голосования школьников в интернете). Этот симпатичный аппарат, напоминающий робота Валли из мультфильма, создан с одной целью: найти следы жизни на Красной планете. На самом деле конструкторы NASA создали самую большую и самую сложную машину для исследования планетарной поверхности. На ней установлены десятки сложнейших приспособлений, в частности: лазер ChemCam, способный испепелять вещество на расстоянии, при этом еще и определяя его состав, или рука-манипулятор с маленькой геохимической лабораторий внутри и уникальным "электронным носом" SAM — гибридом масс-спектрометра, газового хроматографа и лазерного спектрометра. Любопытно, что один из нейтронных детекторов — ДАН создан российскими учеными, в частности из Института космических исследований (ИКИ) РАН, и именно благодаря этому прибору Curiosity нашел на Марсе молекулы воды. Правда, органическая жизнь в земном понимании в такой воде невозможна: марсианская вода насыщена дейтерием — тяжелым изотопом водорода. Впрочем, за полгода работы марсоход не только нашел эту воду, но и впервые измерил радиационный фон Марса, детально проанализировал атмосферу и почву Красной планеты. Последняя, как выяснилось, по составу ближе всего к породам в окрестностях вулканов на Гавайских островах.

Геология

Самая древняя вода

Почти 30 лет понадобилось российским ученым из Арктического и антарктического НИИ, чтобы преодолеть слой льда толщиной 3769 метров и достичь подледного озера Восток в Антарктиде. Упорство ученых вполне объяснимо, если понимать, что второго такого озера в мире нет: в течение миллионов лет оно было изолировано от внешнего мира и поэтому представляет собой "законсервированное прошлое". Исследователи предполагают, что в озере могут найтись бактерии, приспособившиеся к жизни в абсолютной тьме, при низкой температуре и высоком давлении.

Во время работы ученые сталкивались с большими трудностями как технического, так и вполне мистического характера: часть научного сообщества неоднократно предостерегала от "распечатывания" древнего озера, в котором, возможно, обитают агрессивные для современных жителей Земли реликтовые микроорганизмы. К тому же соприкосновение с воздухом нарушило бы ту самую уникальность древней воды. В результате бурение остановили на несколько лет, за которые в Арктическом и антарктическом НИИ была разработана хитроумная система добычи воды: она защищает образцы от контакта с воздухом и одновременно не позволяет выпустить гипотетический ужас из "ящика Пандоры" на волю. Правда, анализ первых образцов показал, что вода практически не содержит микроорганизмов. Теперь ученые не теряют надежды найти их в донных отложениях. Чтобы проверить эту гипотезу, в следующем году российские полярники будут использовать специальный зонд — "гидробот".

История

Забытый клад

Один из самых крупных кладов обнаружили весной этого года рабочие, ремонтировавшие особняк Нарышкиных в центре Петербурга. Сокровища были спрятаны в крохотной тайной комнате между перекрытиями второго и третьего этажей. 40 коробок, ящиков и кофров вмещали свыше 2 тысяч предметов: сервизы, столовое серебро, старинные канделябры, ювелирные украшения и награды. Большая часть предметов была завернута в куски ткани, кухонные фартуки и газеты, датированные 1917 годом. Именно от большевиков прятали фамильные ценности представители рода Нарышкиных, которые после революции бежали во Францию.

Надо сказать, что сокровища были спрятаны удачно — за прошедший век их так и не нашли, хотя здание особняка в советские годы не раз переходило из рук в руки: дольше всего здесь была столовая для инженеров. Интересно, что после реставрации на первом этаже также планировали разместить ресторан, а на втором — культурный центр для выставок и конференций. Возможно, после завершения работ часть помещений будет выделена для экспозиции клада. Остается открытым вопрос о том, кому же достанется клад: государству или вероятному наследнику, который, по сведениям русских эмигрантов, проживает во Франции?

Теоретическая физика

Открытие вечности

Оказывается, мы живем в бесконечности не только в пространстве, но и во времени. По сути, наша Вселенная — это лишь один из эонов, этапов в череде вселенных, регулярно рождаемых Большими взрывами. Такую гипотезу выдвинули британские физики Роджер Пенроуз и Ваге Гурзадян из Оксфордского университета. Свое открытие ученые сделали, изучая реликтовое излучение — древнее "эхо" Большого взрыва, которое дошло до нас в виде световых волн. На карте реликтового излучения Вселенной физики-теоретики обнаружили загадочные концентрические круги, наличие которых не вписывается в существующие теории. Ученые выдвинули оригинальную гипотезу: именно такие следы и должны остаться на реликтовом фоне, если Вселенная не возникла когда-то в один момент Большого взрыва, но была всегда, просто периодически расширялась и сжималась. Если гипотеза окажется верной, можно говорить об открытии вечности, которая в буквальном смысле перевернет теорию космологии.

Биотехнологии

Генная медицина

С 2012 года генная терапия стала официальным методом лечения. Европейское медицинское агентство по лекарственным средствам (EMA) впервые одобрило регистрацию на территории Евросоюза препарата генной терапии Glyber.

Интересно, что первый удачный эксперимент по исправлению врожденных дефектных генов был проведен еще в 1990 году. Тогда четырехлетней Ашанти де Сильве, погибающей от тяжелой формы врожденного иммунодефицита, была введена инъекция нормального гена ADA, встроенного в вирус герпеса. После выздоровления девочки началось победное шествие подобных экспериментов — вплоть до 1999 года, когда в госпитале Университета Пенсильвании умер 17-летний Джесси Гелзингер. Его организм начал отторгать препарат генной терапии заболевания печени, что привело к внезапной смерти. С тех пор генная терапия в Европе была официально изгнана из лабораторий в кабинеты теоретиков. Возникли споры и о принципиальной недопустимости изменения природы человека.

Так было до тех пор, пока в мировой биотехнологии не заявил о себе Китай. В этой стране не очень прислушивались к этическим спорам, а начали активно вкладывать деньги, скупая уже существующие средства генной терапии, в том числе и от онкологических заболеваний. И вот после многократных апелляций к властям ЕС в 2012 году генной терапии, наконец, дали зеленый свет. Произошло это после того, как голландская фирма UniQure предоставила данные о стопроцентном излечении контрольной группы пациентов от тяжелого заболевания обмена веществ.

Зоология

Следы невиданных зверей

Зря говорят, что эпоха великих открытий в природе закончилась и стезя науки — поиск каких-нибудь улучшенных наночастиц календулы для крема против морщин. Возможно, в этих утверждениях и есть доля истины, но вот биологу Джулиану Тупану посчастливилось в 2012-м открыть неизвестную науке "змею" в долине Амазонки в Бразилии. Новый вид Atretochoana eiselti местные таблоиды с ходу окрестили "ползучим пенисом" за явное сходство с мужским детородным органом.

Выглядит это существо непрезентабельно: на лысой плоской голове есть только две потайные ноздри и рот с мелкими зубами, дышит оно через кожу, которая содержит много тонких капилляров, питается мелкой рыбой и червями. Интересно, что Atretochoana eiselti уже находили раньше. О нем писал бразильский биолог в 1968 году как о гигантском метровом дождевом черве, но его сообщение сочли выдумкой. Сегодня же Atretochoana eiselti официально признан новым видом земноводных — после детальных исследований ученые отнесли его к родственникам лягушек и саламандр.

Хай-тек

Очки-компьютер

Выкидывайте свои планшетники и ноутбуки — наступает эра Project Glass и новой "обогащенной реальности". Итак, Project Glass — это компьютер, камера, навигатор, 3D-телевизор, сканер, стереосистема, микрофон, которые помещены в обычные очки, разработанные по заказу корпорации Google (дизайн от модельера Дианы фон Фюрстенберг). Сам Сергей Брин именует этот проект не иначе как новой компьютерной революцией, которая окончательно сотрет грань между реальным миром и виртуальным. Только представьте себе: вы прогуливаетесь по городу, а в это время на стенах домов "всплывают" сопроводительные надписи: архитектор такой-то, дом построен тогда-то... Можно переключить режим работы и увидеть блоги всех прохожих, а симпатичной девушке послать "лайк". Еще поиграть в "стрелялку" прямо на улицах города. Кстати, управлять очками можно будет при помощи движений зрачков или же голосовых команд.

Остается добавить, что весят Project Glass меньше, чем стандартные солнцезащитные, а в свободную продажу поступят уже в начале 2013-го. Стоить эти очки будут полторы тысячи евро.

Молекулярная биология

Великая перепись

Международный проект "Протеом человека" начал реализовываться в России. "Протеом человека" — второй по значимости проект после "Генома человека", но еще более амбициозный: если в проекте "Геном" были описаны 22 тысячи вариантов последовательностей нуклеотидов в ДНК, то в ходе реализации проекта "Протеом" ученые должны составить опись абсолютно всех белков человеческого организма и всех вариантов этих белков. По предварительным оценкам, таких вариантов не меньше 7 млн.

Пока что к работе над проектом подключились восемь стран: Япония, Южная Корея, США, Швеция, Китай, Россия, Канада и Иран. Они распределили между собой хромосомы для расшифровки. Россия выбрала 18-ю — эта небольшая хромосома содержит 286 генов, кодирующих примерно 30 тысяч белков. Сейчас кропотливой трудоемкой работой занимаются восемь ведущих институтов, в том числе головной — НИИ биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича.

Считается, что после создания полного атласа протеома человека в медицине произойдет настоящая революция. Будут найдены дешевые методы диагностики, которые позволят выявлять самые ранние стадии заболеваний и разрабатывать индивидуальные методы лечения, потому что каждое заболевание в конечном счете связано с ошибками в работе белков.

Археология

Нашли Джоконду

А вот итальянские ученые в уходящем году нашли останки Моны Лизы — свой последний приют Лиза ди Антонио Мария дель Джокондо, послужившая моделью для портрета работы великого Леонардо да Винчи, нашла в монастыре Святой Урсулы в центре Флоренции. Теперь же, как утверждает Сильвано Винчети, глава Комитета по поддержке исторического, культурного и природного наследия Флоренции, археологи нашли и могилу Лизы, что было непросто, так как монастырь давно исчез с лица земли под слоем современной застройки.

Крипту с останками Моны Лизы (богатейшая дама Флоренции, синьора дель Джокондо была "спонсором" монастыря) и ее младшей дочери Мариетты (она приняла монашеский постриг) археологи отыскали с помощью георадаров. Работы по эксгумации останков велись с величайшей осторожностью — археологи полагают, что женщины могли погибнуть во время эпидемии чумы, бушевавшей в начале XVI века в Италии. Теперь же они намерены с помощью тестов установить, действительно ли останки принадлежат человеку из семейства дель Джокондо: для взятия образцов ДНК уже вскрыты могилы сыновей героини Леонардо — Пьеро, Андреа и Джокондо.

Интересно, что сама синьора Лиза, похоже, свой знаменитый портрет так никогда и не видела: Леонардо по каким-то причинам не отдал картину ее мужу-заказчику, а увез с собой и закончил много лет спустя уже во Франции.