Сучасні відкриття 21 ст. Найкращі відкриття XXI століття. Підтверджено існування графену

Початок XXI століття ознаменований великою кількістю наукових відкриттів. Але за ними просто вишикувалася низка питань, які змушують вчений світ замислитися: адже насправді все не так просто, як здається навіть світилам науки.

Біоніка

Створено біомеханічні пристрої та протези, контрольовані зусиллями думки

Американець Зак Вотер випробував біонічний ножний протез, піднявшись сходами на 103 поверх хмарочоса Вілліс-тауер, розташованого в Чикаго

У 2013 році з'явилися перші досвідчені зразки «розумних» протезів із зворотним зв'язком (емуляцією відчутних відчуттів), які дозволяють людині відчувати те, що відчуває протез. У 2010-х роках створено й окремі від людини пристрої, керовані лише через уявний інтерфейс (іноді з інвазивними контактами, але частіше це схоже на головний обруч із сухим електродом), — комп'ютерні ігри та тренажери, маніпулятори, транспорт та ін.

ЕЛЕКТРОНІКА

Перейдено петафлопний бар'єр

У 2008 році новий суперкомп'ютер у Лос-Аламосі (США) заробив зі швидкістю більше квадрильйону (тисяча трильйонів) операцій на секунду. Наступного бар'єру, ексафлопного (квінтиліон операцій за секунду) буде досягнуто найближчими роками. Системи з такою неймовірною швидкістю необхідні насамперед для високопродуктивних обчислень - обробки даних наукових експериментів, кліматичного моделювання, фінансових операцій тощо.

Кожна епоха приносить із собою масу нових відкриттів та винаходів. І XXI століття не є винятком.

Досягнення медицини

Пересадка обличчя та голови

У 2005 році французьким хірургам вдалося вдало завершити першу у світі трансплантацію особи. Операція була потрібна Ізабель Дінуар, яка постраждала від множинних укусів собаки. Її рот, ніс і підборіддя були понівечені, пластична операція була неможливою. Медики, зважившись на ризик, пересадили їй обличчя померлої жінки.

Ізабель Дінуар до та після операції з пересадки обличчя

Операція завершилася благополучно, і пізніше шкіра навіть набула чутливості.

У 2013 році нейрохірург Серджіо Канавера зробив неймовірну заяву: він наважився провести пересадку голови. Операція має відбутися у 2017 році.

Мініатюрний диво-пристрій, потрапляючи в організм, дозволяє оцінити стан деяких внутрішніх органів, у тому числі тонкого кишечника та стравоходу.

Воно не замінює повноцінного обстеження, але дозволяє встановити початковий діагноз. Сканер здатний робити високоякісні кольорові знімки та навіть фіксувати рак стравоходу.

Більшість знеболюючих препаратів містять опій, що викликає звикання. Уникнути проблеми зловживання цим засобом допоможе відкриття неврологів із Вашингтона.

Поєднавши в пробірці світлочутливий білок та опіоїдні рецептори, вони відзначили активність останніх. Тобто біль можна блокувати світлом. На думку вчених, у майбутньому світло допоможе замінити болезаспокійливі ліки.

Група ентузіастів розробила пристрій, що є окулярами з вбудованим програмним забезпеченням. Відстежуючи рухи очей, вони перетворюють їх у лінії та виводять зображення на екран.

Окописець допоможе паралізованим людям повернутися до повноцінного спілкування. А поки що ведеться робота з удосконалення моделі.

Наукові винаходи

У 2007 році вчені Грюнберг та Фером відкрили ефект феноменального магнетоопору.

Їх відкриття допоможе створити пам'ять із величезною ємністю, високою швидкодією та низьким електроспоживанням. Їй не страшні перебої з харчуванням та іонізуюче випромінювання.

У 2010 році вчені-фізики Новосьолов та Гейм отримали Нобелівську премію за винахід напівпрозорого надміцного та надтонкого двовимірного матеріалу.

Він ідеальний для створення гнучких сенсорних екранів та комп'ютерів, м'яких годинників-браслетів, світлових панелей та інших ноу-хау. Наразі вчені працюють над питаннями застосування винаходу в електродах суперконденсаторів, сонячних батареях та «космічних» матеріалах.

У 2008 році було запущено Великий адронний колайдер. Цей мегапотужний прискорювач електронних частинок дозволить детально вивчити пристрій Всесвіту та навколишньої матерії.

На думку громадськості, колайдер здатний спровокувати появу нової темної діри. Вчені стверджують, що ці страхи необґрунтовані.

2000 року Томас Боланд спробував налаштувати звичайні настільні принтери на друк фрагментів ДНК. Використавши замість чорнила людські клітини, він виявив, що 90% їх зберігають життєздатність.

За допомогою принтера можна друкувати органи з індивідуальними параметрами: клапани серця, вушні раковини, шкіру та інші, здатні без проблем приживатися в організмі.

Відкриття у науці

Знайдено м'які тканини динозаврів

Мері Швайцер вдалося виявити в скам'янілості тирранозавра м'які тканини. Це дивно, адже вік знахідки – 68 млн років. Мері розглянула гнучкі нитки, схожі на кровоносні судини та інші клітини.

Вчені вважають, що це новий вид скам'янілості – молекулярний. Тепер вони намагаються частково відновити генетичний код та порівняти доісторичну тварину із сучасними особами.

Нафта та газ не закінчаться

Вчені спростували масові страхи щодо виснаження горючих ресурсів. Вони виявили, що нафту та газ у міру витрачання відновлюються. Відповідно, родовища газу та нафти ніколи не вичерпаються.

За допомогою експериментів було встановлено, що верхня мантія планети має умови, необхідні синтезу вуглеводневих систем. На їхнє виробництво потрібні хвилини.

Секрет безсмертя

Великобританські та американські вчені, розшифрувавши геном гренландського кита, виявили гени, які відповідають за тривалість життя. А мешкає кит до 200 років.

Це відкриття дозволить ідентифікувати гени, відповідальні за стійкість до низки захворювань, репарацію ДНК та тривалість життя та «скоригувати» їхню роботу.

Піддослідні м'язи

Американським дослідникам вдалося виростити людські скелетні м'язи, здатні скорочуватися. Як і природні, вони реагують на ліки, біохімічні сигнали та електроімпульси.

Матеріалом для вирощування послужили стволові клітини. Деякі з них вмирали, інші формували пучки м'язових волокон.

Вчені сподіваються, що це відкриття допоможе вивчати захворювання та вплив ліків на організм людини поза тілом. Крім того, «м'язовий конструктор» допоможе хворим із м'язовою дистрофією.

Відкриття в астрономії

Зонд New Horizons, що в результаті 9-річного польоту досяг Плутона, приніс багато нової інформації. Плутон виявився більшим за передбачувані розміри.

Тисячі років тому він мав більш щільну атмосферу та сильніші вітри. Він має різноманітну рельєфну поверхню та синє небо, подібно до Землі.

Вчені зафіксували потужні електромагнітні потоки разом із зарядженими частинками, що виходять із нашої Галактики.

Довжина «гейзерів» досягає 50 000 світлових років (а це половина діаметра Галактики), а швидкість частинок, що рухаються в них, – 1000 км/с. Відкриття допоможе у вивченні питання освіти та збереження магнітного поля Галактики.

Вчені NASA упевнені, що у масових вимираннях всього живого на планетах (у тому числі і на Землі) винні «зірки смерті».

Одна з них є супутником Сонця і з'являється поряд із Землею кожен 26 млн років. Далекий коричневий карлик створює коливання хмари Оорта у своїй орбіті, що згубно позначається життя живих організмів на «сусідніх» планетах.

Вік Всесвіту

Європейське космічне агентство встановило, що Всесвіт старший, ніж передбачалося. Її вік – 13,8 млрд років.

Також виявилося, що розширюється вона трохи повільніше, зате містить більше темної та звичайної матерії, ніж очікувалося.

Нові факти про Марса

Біохімік Стівен Беннер стверджує, що перше життя зародилося на Марсі і лише потім завдяки метеориту потрапило на Землю. На його думку, 3,5 млрд. років тому (у момент зародження життя) Земля була вкрита окропом, формування життя в якому було неможливо. Натомість Марс на той час був ідеальним. Він був сухішим і мав молібден і бор, необхідні для розвитку.

2005 року інформація про Марса поповнилася новими відомостями. Марсохід Curiosity, пробуривши ґрунт планети, взяв глибинну пробу кам'яної породи. Виявлені на глибині півметра сліди ґрунтових вод показали, що близько 3 млрд років тому на Марсі була вода.

Дивовижні відкриття завжди йдуть у ногу з часом. Що принесе нам наступне XXII століття?

20 найважливіших відкриттів XXIстоліття

За останні 17 років ми стали свідками величезної кількості найважливіших наукових відкриттів, здатних змінити майбутнє. Справжні прориви були зроблені в медицині, фізиці, біології, генній інженерії, історії, математиці, астрономії та інших галузях. Деякі гіпотези та висновки вчених настільки унікальні, що ставлять під сумнів основи багатьох фундаментальних наук. Інші стали підтвердженням теорій, які висунули багато років тому. Для скептиків, які до науки ставляться зневажливо та заявляють, що ні на що ваші вчені не здатні, навіть рак лікувати не навчилися, наведемо простий приклад. Якихось чотири покоління тому, 1918 року, за кілька місяців у Європі від епідемії грипу померло за різними даними від 50 до 100 мільйонів людей. Стільки ж скільки сьогодні проживає в Німеччині (83 мільйони). А це друга за чисельністю населення країна у Європі. Вмирало переважно молоде населення: 20- 40 років. Чи багато сьогодні ви знаєте смертельних випадків від грипу? Треба ще щось доводити? Отже, перерахуємо 20 найбільш значних наукових відкриттів 21 століття.

• Відкриття гравітаційних хвиль

  
  

  Майже сотню років тому про них говорив Альберт Ейнштейн. Це відкриття стало яскравим доказом теорії відносності. Будь-яка матерія, що рухається з прискоренням, випромінює гравітаційні хвилі. Цей історичний прорив відкриває перед людством грані, невідомі науці раніше.

  
  

  Археологи за допомогою спеціальної установки радіолокацій виявили в гробниці дві таємні кімнати. На думку фахівців, гробниця, в якій раніше лежав правитель древнього Єгипту, була приготовлена ​​для Нефертіті. Але через раптову ранню смерть Тутанхамона його поклали саме тут.

  Можливість керування протезом

  
  

  Не просто керування, а керування за допомогою сигналів головного . Раніше про це можна було прочитати в науково-фантастичних романах. Сьогодні стало реальністю.

  Наявність води на Марсі

  
  

  Саме дослідження Марса за допомогою марсоходів стало глобальним успіхом науки. Довгий час багато вчених були переконані, що четверта планета від Сонця - нежива пустеля, непридатна для життя. Але виявлення на планеті водяного льоду говорить за те, що раніше на Марсі були моря та океани, а, можливо, і життя, схоже на земне.

  Відкриття еліксиру молодості

  
  

  Відкрито бозон Хіггса

  
  

  Про існування цієї елементарної частинки, яка відповідає за масу всіх інших частинок, фізик-теоретик Пітер Хіггс говорив понад півстоліття тому. Саме Хіггс передбачив її існування. 2012 року, під час експерименту на Великому адронному колайдері, підтвердилося його пророцтво. Нагорода (Нобелівська премія) знайшла героя!

  Виявлено м'які тканини динозавра.

  
  

  Насамперед вважалося, що будь-які білки розкладаються за кілька тисяч років. вимерли мільйони років тому, тому ніхто м'які тканини у їхніх останках не шукав. Виявилося, що помилка вийшла. Молекулярний палеонтолог Мері Швейцер (США) у скам'янілій кінцівці тиранозавра виявила м'які тканини. Знахідці 65 мільйонів років. T. Rex – знову показав себе найкрутішим.

  Доведено існування кварк-глюонної плазми.

  
  

  Для обивателя – повна абракадабра. Пояснимо простіше: кварк-глюонна плазма - це плазма з температурою чотири трильйони градусів за Цельсієм. Палець туди порадити не слід. Температура у двісті п'ятдесят тисяч разів вища, ніж у надрах Сонця. Її отримали фізики із США, зіштовхуючи іони золота на прискорювачі. Відразу їхні імена були золотими літерами записані до книги рекордів Гіннесса.

  
  

  Перша повністю синтетична хромосома з геномом була створена у 2010 році. Потім її вбудували в бактеріальну клітину, позбавлену генетичного матеріалу. Після чого клітина почала ділитися за законами нового геному. Відкриття, яке здатне перевернути все наше життя, настільки перспективне.

  Записані та перезаписані спогади

  
  

  Поки що тільки у мишей. Їм у мозок були впроваджені хибні та стерті реальні. А неприємні спогади замінили на приємні. Незабаром ця технологія дістанеться і людей. Буде вам «Згадати все» з Арнольдом Шварценеггером.

  У людей виявлено гени неандертальців

  
  

  Вчені довели, що всі ми – спадкоємці неандертальців. Їхні гени виявлені у сучасної людини. Якщо згадати, як поводилися наші предки, то не дивно поведінка багатьох наших сучасників. Зрештою, культура лише нещодавнє нашарування на нашій психіці.

  Перейдено петафлопний бар'єр

  
  

  Очікується, що наступний ексафлопний бар'єр буде перекритий новим суперкомп'ютером у Лос-Аламосі. Ексафлопний бар'єр - квінтиліон операцій на секунду. Я знаю тільки квадрильйон (тисяча трильйонів) операцій на секунду. Але він уже, млинець, вважається повільним. Ех, де мій старий калькулятор?

  
  

  Стародавній воїн і мисливець був набагато сильнішим і витривалішим за сучасну людину. Такий висновок зробили вчені, які відсканували лазерним методом скелети наших давніх предків.

  Коли жінки нарікають на те, що справжніх мужиків не залишилося, вони загалом мають рацію. Тисячі років тому у суспільстві відбулася революція: від полювання людство перейшло до землеробства, і це позначилося на фізичному стані сапієнсів. Якби сьогодні на Олімпійських іграх одним із учасників виявився древній мисливець, він легко б переміг усіх тренованих, домпінгованих учасників. Перехід до малорухливого способу життя негативно позначився переважно чоловіків. Вони втратили силу, спритність, реакцію, натомість набули задишки, остеопорозу, гіпертонії та ожиріння.

  
  

  Аналізи на кальцій у кістках

  Такий висновок зробили вчені, які відсканували лазерним методом скелети наших давніх предків.
  Порівнявши дані з результатами аналізу кісток сучасних спортсменів, дослідники констатували: двоногі ссавці втратили початкові фізичні навички тоді, коли від збирання та полювання перейшли до вирощування худоби, обробітку землі та культивації зернових культур.

  
  

  Внаслідок осілого способу життя знизилася рухова активність, впала фізична витривалість і продовжувала падати з кожним.
  Чоловіки перестали тягати важкий видобуток на плечах, спуртувати і бігати на довгі відстані.

  
  

  Я уявляю Олімпійські ігри 2016 в Бразилії. На дистанції 100 метрів чемпіон світу Усейт Болт та стародавній мисливець, воїн Нао, Син леопарда з племені уламрів. Перемагає Нао!
  Марафонська дистанція. На старті Денніс Кіметто та Син леопарда. Першим до фінішу із величезним відривом приходить Син леопарда.
  Штанга. На помості зірка важкої атлетики Кіануш Ростамі. Тяжкоатлет у ривку фіксує новий світовий рекорд. Лео не розуміє, що марафонська дистанція вже завершена, підхоплює штангу і прямує з нею біговою доріжкою.

Кінець XX століття і початок XXI, спричинили за собою низку відкриттів. Нові відкриття у біології вибудовують перед собою купу питань, які змушують задумати вчених про те, що все не так просто у цьому світі. Пошук істини – ось головна мета дослідників.

Відкриття у біології XX століття

У 1951 році дослідник Ервін Чаргафф дійшов одного висновку, який докорінно змінив погляд на структуру нуклеїнових кислот. Раніше вважалося, що всі нуклеїнові кислоти створені з тетра-блоків, тому позбавлені специфічності. Протягом трьох років учений займався дослідженням і, зрештою, зміг довести, що нуклеїнові кислоти, отримані з різних джерел, відрізняються своїм складом один від одного – вони специфічні. Вчений побудував модель ДНК, яка своїм виглядом була схожа на подвійну спіраль, при приміщенні на площину вона була схожа на сходи. Було виявлено, що будова однієї окремо взятої гілки ДНК визначає будову іншої її гілки – це пов'язано з тим, що основа сусідніх визначає послідовність інших напрямних. Таким чином, було визначено нову властивість ДНК – компліментарність.

Далі були необхідні дослідження в галузі молекулярної біології, які б провели розшифрування механізму реплікації та транскрипції ДНК. Вчені припустили, що нитка розкручується, її нитки розходяться, а далі відповідно до правила компліментарності з кожної нитки утворюється молекула. Трохи пізніше досліди підтвердили цю гіпотезу.

1954 року Георгій Антонович Гамов, на підставі дослідження Ервіна Чаргаффа, припустив, що амінокислоти закодовані з поєднання трьох нуклеотидів.

У 1961 році французькі вчені Жак Моно та Франсуа Жакоб відтворили схему, що регулює активні гени. Вчені говорили про те, що ДНК має не лише інформаційні гени, а й гени-оператори та гени-регулятори.

Нові відкриття у біології XXI століття

У 2007 році об'єднання вчених університету Вісконсіс-Медісон та Кіотського університету провели один експеримент, завдяки якому клітини шкіри дорослої людини стали поводитися як стовбурові клітини ембріона. Клітина змогла трансформуватися практично у будь-який вид. Фінансові рамки можна відкинути, адже таким чином клітини з ДНК людини можуть стати органом для пересадки. Вирощений таким способом орган не буде відторгатися організмом пацієнта.

Дослідження «Геном людини» завершилося 2006 року. Цей проект був названий найважливішим дослідженням у галузі біології. Головна мета роботи – визначити послідовність нуклеотидів, і навіть вивчити близько 20 000 тис. генів людини. Під керівництвом вченого Джеймса Вотсона, в 2000р. було представлено частину структури геному, а 2003г. Вивчення структури було завершено. Незважаючи на те, що офіційно «Геном людини» було закінчено у 2006 році, аналіз деяких ділянок продовжується і сьогодні. Це дослідження відкриває нові теорії еволюції. Знання, отримані під час роботи, вже активно використовують у медицині.

У XX столітті біологія як наука йшла вперед великими кроками, а початок ХХІ століття вже примітно відкриттями. Можна припустити, що нові відкриття у біології відкриють багато таємниць та загадок, які, можливо, зможуть перевернути всі колишні знання та затверджені теорії.

Десятка значних відкриттів першого десятиліття XXI століття

У перші два десятиліття 21 століття наука збагатилася цілою низкою відкриттів, які в перспективі можуть значно вплинути на якість життя кожної людини. Чого варте лише отримання стовбурових клітин зі шкіри дорослої людини, що дає змогу вирощувати потрібні органи без використання ембріональних клітин!

Фундаментальне відкриття гравітаційних хвиль дає людству надію на подорожі між зірками, а з нового матеріалу графен незабаром будуть виробляти надйомкі акумулятори. Втім, про все по порядку: у наведеному нижче рейтингу ми постаралися систематизувати найважливіші наукові відкриття 21 століття за ступенем їхньої значущості для людства.

ТОП-10 найзначніших наукових відкриттів XXI ст.

10. Біоніка. Сконструйовано біопротези, керовані силою думки

Ще недавно втрачені кінцівки людям заміняли пластикові муляжі чи навіть гаки. В останні два десятиліття наука зробила величезний крок у створенні біопротезів, що керуються силою думки і навіть передають відчуття від штучних пальців у мозок. У 2010 р. англійська фірма «RSLSteeper» представила біопротез руки, за допомогою якого людина здатна відчиняти двері ключем, розбивати яйця на сковорідку, знімати гроші в банкоматі та навіть тримати пластикову склянку.

Одноразову склянку легко роздавити при надмірному зусиллі, але вчені досягли того, що силу стиснення пальців можна варіювати. Управляючі сигнали при цьому знімаються з грудних м'язів тіла.

Інша компанія Bebionic в 2016 р. виготовила для інваліда Найджела Екленда біонічний протез руки, яким не тільки можна керувати силою думки. Крім цього виріб оснащений датчиками чутливості, підключеними до нервових закінчення кукси. Таким чином, досягається зворотний зв'язок, щоб пацієнт міг відчувати дотик та тепло. Поки що біопротези є досить дорогими, проте завдяки розвитку 3D-друку вже найближчим часом прогнозується їх ширша доступність.

9. БІОТЕХНОЛОГІЇ. Створено першу у світі синтетичну бактеріальну клітину

У 2010 р. група вчених під керівництвом Крейга Вентера домоглася прориву в амбітному проекті зі створення ні багато, ні мало нового життя. Біологи взяли геном бактерії Mycoplasma genitalium і систематично один за одним видаляли з нього гени, щоб визначити мінімальний набір, необхідний для життя. Виявилося, що він повинен включати 382 гени, що становлять як би основу життя. Після цього вчені вже з нуля склали штучний геном, який пересадили в клітину бактерії Mycoplasma capricolum, з якої попередньо були видалені власні комплекси ДНК.

Штучна клітка, яка навіть отримала власне ім'я – Синтія, виявилася життєздатною та почала активно ділитися.

Цей успіх відкриває перед біотехнологами найширші можливості створення набагато складніших організмів із заданими параметрами. Вже зараз конструюються штучні клітини, які зможуть виробляти вакцини і навіть паливо для автомобілів, а в перспективі біологи сподіваються створити бактерію, яка б поглинала вуглекислий газ. Такий мікроорганізм міг би допомогти у ліквідації парникового ефекту на Землі, а також у тераформуванні Марса та Венери.

Так виглядає перша в світі штучна клітина, що розмножилася Синтія під електронним мікроскопом

8. АСТРОФІЗИКА. Виявлено планету Еріда та вода на Марсі

До найбільших відкриттів 21 століття можна зарахувати відразу дві «космічні» знахідки. У 2005 р. групою американських астрономів з обсерваторії «Джеміні», Єльського та Каліфорнійського університетів було відкрито небесне тіло, що рухається за орбітою Плутона. Подальші дослідження показали, що мала планета, що отримала назву Еріда, за розмірами лише трохи поступається Плутон. У 2006 р. це небесне тіло сфотографував орбітальний телескоп «Хаббл», виявивши досить великий супутник, що обертається навколо нього, що отримав назву Дисномія. Передбачається, що за фізичними характеристиками Еріда схожа на Плутон, а її поверхня, швидше за все, вкрита яскраво-білим льодом, оскільки альбедо (здатність, що відображає) планетоїда поступається тільки супутнику Сатурна Енцеладу.

Другим найбільшим відкриттям 21 століття дослідження Сонячної системи є виявлення води на Марсі. Ще 2002 р. орбітальний апарат «Одіссей» виявив ознаки наявності під поверхнею планети водяного льоду. У 2005 р. європейський апарат Марс-Експрес зняв кратери з виразними слідами водяних потоків, а остаточно розвіяв сумніви американський зонд Фенікс. У 2008 р. він сів на околицях Північного полюса та в одному з експериментів – успішно виділив воду з марсіанського ґрунту. Гарантована наявність вологи на Червоній планеті знімає головне обмеження її колонізації. Америка планує запустити пілотовану місію на Марс вже в 2030-х роках, йде розробка ядерного двигуна з цією метою і в Росії.

7. НЕЙРОЛОГІЯ. Вперше записані та перезаписані спогади у мозок

У 2014 р. дослідникам з Масачусетського університету вдалося впровадити на згадку про піддослідних мишей помилкові спогади. Їм на думку були вживлені оптоволоконні дроти, приєднані до ділянок мозку, відповідальним формування пам'яті. За ними вчені подавали лазерні сигнали, які впливали певні ділянки нейронів. В результаті вдалося досягти як стирання деяких спогадів мишей, так і формування хибних. Наприклад, гризуни забували, що у певній ділянці клітини вони колись були приємні зустрічі із самками і більше не прагнули туди. У той же час ученим вдалося створити нові спогади про те, що «небезпечний» відсік клітини, насправді привабливий, і миші намагалися опинитися саме там.

На перший погляд, ці результати виглядають дитячою грою та ще й із сумнівним етичним підтекстом. Тим часом, нейрофізіологам вдалося головне - знайти ділянки мозку, які відповідають за пам'ять (гіпокамп і префронтальна кора) і створити, хай поки що примітивні, методи впливу на них. Це дає широкі перспективи для вдосконалення шляхів на мозок, а в майбутньому дозволить лікувати фобії та душевні розлади. Не виключено, що вже в найближчому майбутньому вдасться створити прилади для пакетного закачування даних у людський мозок для швидкого навчання наук, що вимагають запам'ятовування великої кількості даних, наприклад, можна буде в найкоротший термін оволодіти іноземною мовою.

6. ФІЗИКА. Виявлено бозон Хіггса або «частка Бога»

У липні 2012 р. відбулося відкриття, заради якого було витрачено 6 млрд. доларів, вкладені в будівництво Великого адронного колайдера (CERN) поблизу Женеви. Вчені виявили т.зв. «Частку Бога», існування якої було передбачено ще в 60-х роках британським фізиком Пітером Хіггсом. На честь нього її і було названо. Завдяки експериментальному доказу існування бозона Хіггса фундаментальна фізика отримала останню ланку для побудови пренормованої квантової теорії поля. Ця теорія є продовженням класичної квантової механіки, проте якісно змінює погляд на картину мікросвіту та Всесвіту в цілому.

Практичне значення відкриття бозона Хіггса полягає в тому, що вченим відкриваються перспективи розробки антигравітації та розробки двигунів, яким не потрібна енергія для роботи.

Для цього потрібно «всього нічого» – навчитися прибирати т.зв. Хіггсівське поле, яке пов'язує елементарні частинки, не даючи їм розлітатися. У цьому випадку маса об'єкта з нейтралізованим полем дорівнюватиме нулю, а значить - він перестане брати участь у гравітаційній взаємодії. Зрозуміло, що такі відкриття – питання вельми віддаленого майбутнього.

5. МАТЕРІАЛОВЕДЕННЯ. Створено надміцний матеріал графен

Графен – це унікальний за міцністю та багатьма іншими властивостями матеріал, який був вперше отриманий російськими фізиками (працюючими в Британії) Костянтином Новосьоловим та Андрієм Геймом у 2004 р. Через 6 років учених нагородили за це Нобелівською премією, а в наші дні графен активно досліджує вже застосовується у деяких виробах. Незвичайність матеріалу полягає відразу в кількох його особливостях. По-перше – це другий за міцністю (після карбину) із відомих нині матеріалів. По-друге, графен – чудовий провідник, за допомогою якого можна досягати унікальних електронних ефектів. По-третє, матеріал має високі показники теплопровідності, що знову ж таки – дозволяє використовувати його в напівпровідниковій електроніці без побоювань її перегріву.

Особливі надії на графен покладаються у плані його застосування у надйомких акумуляторах, яких не вистачає електромобілям.

У 2017 р. компанія «Samsung» представила один з перших АКБ на основі графену з ємністю на 45% вищою, ніж у його літій-іонного аналога порівнянної величини. Але найголовніше - новий акумулятор заряджається і віддає заряд в 5 разів швидше за звичайний. Примітно, що йдеться не про повністю графеновий, а про гібридний АКБ, де інноваційний матеріал використовується як допоміжний. Якщо ж, точніше, коли розробники створять повністю графенову батарею, це стане справжньою революцією в енергетиці. Головною проблемою в широкому використанні графена є дорожнеча його отримання та недоліки в технологіях, які поки що не дозволяють отримати абсолютно однорідний матеріал. Проте вже зараз кількість заявок на патенти з використанням графену зашкалила за 50 тис., тому немає сумніву, що вже в найближчому майбутньому незвичайний матеріал помітно вплине на якість життя людей.

4. БІОЛОГІЯ. Отримані стовбурові клітини не з ембріонів, а із зрілих тканин

У 2012 р. нобелівську премію з фізіології та медицини було вручено англійському біологу Джону Гердону та його японському колезі Сіні Яманаку. Вони справили реальний фурор серед біотехнологів, створивши з традиційних клітин – стовбурні, тобто. здатні складати будь-які органи. Для цього вчені ввели в клітини сполучної тканини миші всього 4 гени і в результаті фібропласти перетворилися на незрілі стовбурові клітини, що володіють усіма ембріональними властивостями. З такого матеріалу можна виростити будь-який орган – від печінки до серця.

Отже, дослідники як теоретично, а й практично довели оборотність спеціалізації клітин, що неможливо переоцінити.

Донедавна вважалося, що стовбурові клітини можна отримати лише з ембріонів або пуповинної крові. Перше - сумнівно з етичної точки зору, а друге - змушувало людей (в основному багатих) робити банк стовбурових клітин відразу після народження дитини, щоб у майбутньому він міг використовувати його для лікування. Відкриття фізіологів зняло ці обмеження і тепер кожній людині (як мінімум, теоретично) доступне лікування стовбуровими клітинами та клонування органів, що містять «рідну» ДНК організму.

3. АСТРОФІЗИКА. Доведено існування гравітаційних хвиль

Відкриття гравітаційних хвиль вважається найбільшим науковим досягненням 2016 року, а можливо, і всього другого десятиліття XXI століття. У 2017 році їх першовідкривачам - Райнеру Вайссу, Беррі Берішу та Кіпу Торну було присуджено нобелівську премію з фізики. За допомогою двох інтерферометричних обсерваторій LIGO і VIRGO, розташованих у США та Італії, вченим вдалося зафіксувати гравітаційні хвилі, що утворилися в результаті злиття двох чорних дірок на відстані 1,3 млрд світлових років від Сонця.

Тим самим дослідники експериментально підтвердили достовірність Загальної теорії відносності Ейнштейна, яка передбачила наявність гравітаційних хвиль ще на початку ХХ століття (на рівні теорії).

Згодом LIGO та VIRGO зафіксували ще два гравітаційні сплески від зіткнення нейтронних зірок. Визначна цінність відкриття полягає у підтвердженні викривлення простору-часу під впливом масивних об'єктів. Це означає, що тисячі разів описані фантастами подорожі зорельотів крізь «нуль-простір» та «гіперпереходи» цілком можливі, хоч і є перспективою далекого майбутнього. Ймовірно, невипадково один із першовідкривачів гравітаційних хвиль – Кіп Торн, за підсумками своїх досліджень випустив книгу, «Інтерстелар. Наука за кадром», назва якої перегукується зі знаменитим фільмом.

Приблизно так по Ейнштейну виглядає простір-час на околицях Сонця, що викривляється під впливом потужної зірки. Тепер цю картину доведено експериментально.

2. ФІЗИКА. Проведено успішні досліди з дальньої квантової телепортації.

Під квантовою телепортацією розуміється не переміщення фізичних об'єктів, а передача інформації про стан елементарної частки чи атома. Найважливішим моментом тут є відстань – аж до початку XXI століття такий зв'язок вдавалося забезпечити лише на рівні мікросвіту. Проривним став 2009 р., коли вченим з університету Меріленду вдалося передати квантовий стан іона ітербія на 1 метр. Потім ініціативу у цьому напрямі досліджень міцно перехопили китайські вчені.

Спочатку їм вдалося забезпечити квантовий зв'язок на дистанції 120 км, а у 2017 р. – здійснити першу космічну квантову телепортацію із супутника «Мо-Цзи» на три наземні лабораторії до яких було 1203 км.

Такий науково-технологічний стрибок дозволить вже найближчим часом створювати абсолютно захищені лінії зв'язку, які навіть теоретично не зможуть зламати хакери. В умовах, коли фінансове, ділове та приватне життя все більше переміщується до Інтернету, лінії на основі квантової телепортації обіцяють стати справжньою панацеєю у сфері інформаційної безпеки. Крім того, на основі цього способу зв'язку розробляються надшвидкі комп'ютери, які в перспективі замінять існуючі.

1. Кібернетика. Створено робот із біологічним мозком

У 2008 р. вчені з Англії створили, мабуть, першого у світі кіборга – напівживого робота з мозком на основі 300 тис. щурових нейронів. Їх виділили з ембріона гризуна, розділили за допомогою спеціального ферменту і розмістили в живильному розчині на пластині розміром 8 см. До отриманого квазімозу вчені приєднали 60 електродів, які зчитують сигнали з нейронів і передають їх до електронної схеми. Вони служать для доставки в мозок сигналів. Перший робот із біологічним мозком отримав власне ім'я – Гордон, був оснащений платформою для пересування та ультразвуковим сенсором, що сканує місцевість під час їзди. Сигнали від нього йдуть в мозок, а імпульси, що виникають там, і зворотний зв'язок управляють рухом.

Дослідникам вдалося домогтися навчання Гордона, оскільки нейрони мають пам'ять. Упершись у перешкоду лише один раз, робот у 80% випадків вже не їздить невдалим маршрутом. При цьому, як заявляють вчені, Гордон не керується ззовні, а контролюється виключно сірою речовиною, що дісталася від щура. Таким чином, британці зробили перший крок створення повноцінних кіборгів на основі вже не десятків тисяч, а мільярдів нейронів, що, швидше за все, відбудеться ще до кінця поточного століття.

Дивіться відео про найважливіші наукові відкриття XXI століття на