Главные научные открытия 2021

2021 год принес важные исторические открытия в области человеческих знаний, от микроскопических до космических. Достижения уходящего года по-настоящему эпохальны: роботизированные исследовательские миссии изучают планеты Солнечной системы; зонд NASA Parker вошел в солнечную атмосферу; физики доказали существование ранее неизвестных науке элементарных частиц; осторожные предположения ученых о «новой физике» и новой силе природы. И это – лишь малая часть открытий, ведь если подумать о медицинской науке, то на первый план выходит лечение и борьба с COVID-19, который, судя по всему, продолжает собственную эволюцию и обзаводится новыми мутациями. Нельзя не отметить и стремительное изменение климата, а также угрозы, которые оно несет в себе. Особое значение в этом вопросе, как это ни странно, имеет Нобелевская премия по физике. Ну что, поехали!

Миссия на Марс – что нового мы узнали о Красной планете

За последние несколько лет к нашей планете-соседке был отправлен ряд исследовательских миссий. Но лишь один аппарат смог покорить марсианское небо – в апреле 2021 года вертолету Ingenuity удалось взлететь над поверхностью Марса. Главная цель Ingenuity – поиск жизни на Красной планете.

Вообще, 2021 год раскрыл множество тайн о Марсе. Например, мы узнали, что в прошлом на этой засушливой планете была вода – об этом свидетельствуют крупные запасы льда в системе марсианских каньонов. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter миссии «ЭкзоМарс», запущенный Европейским космическим агентством, обнаружил значительные объемы льда в большой системе каньонов Марса.

Точный состав и форму воды на планете предстоит определить, но сам факт скопления ценного ресурса в низких широтах открывает новые перспективы для исследований и экспедиций.

Вот так выглядит Марс в объективе вертолета Ingenuity, красота и безусловно историческое фото

Еще одна исследовательская миссия на Марс – Perseverance – также принесла много интересного. Как, вероятно, знают наши читатели, Perseverance находится на дне марсианского кратера Езеро, а полученные марсоходом данные уже помогли сделать несколько важных научных открытий – теперь мы знаем, что кратер образовался из расплавленной вулканической магмы.

Интересный факт
Вода существует на Марсе в форме льда и залегает в полярных регионах планеты.

Когда вертолет Ingenuity доказал, что способен на большее, руководители проекта начали работать с ним осторожнее. На данный момент он помогает марсоходу Perseverance прокладывать легкие пути в труднодоступные места.

Под поверхностью Красной планеты скрываются ледники

Но что еще важнее, на дне Езеро были найдены органические молекулы — так называются вещества, которые объединяют в себе химические соединения, в состав которых входит углерод. Словом, очень волнительно и интересно, так что замрем в ожидании новостей.

Зонд Parker вошел в атмосферу Солнца

Новость, в которую невозможно поверить – аппарат NASA Parker достиг солнечной короны и умудрился зачерпнуть немного плазмы в специальный прибор, чашку Фарадея – металлическая (проводящая) чаша, предназначенная для улавливания заряженных частиц в вакууме.

Напомним, что Солнечная корона – верхний, самый разреженный и горячий слой атмосферы Солнца. Температура короны — порядка миллиона кельвинов.

Впервые в истории мы «прикоснулись» к Солнцу

Это по-настоящему захватывающее событие буквально открывает перед человечеством новые возможности – Parker поможет ученым раскрыть неизвестную и важную информацию о Солнце и о том, какое влияние на Землю оказывает поток солнечных частиц.

Следующий облет Солнечной системы Parker Solar Probe запланирован на конец февраля 2022 года. Все это время аппарат будет собирать данные – до и после сближения с звездой.

Вакцинация против COVID-19 и идентификация вариантов

Два года назад мир узнал о существовании коронавируса SARS-CoV-2. Его распространение по планете не составило труда, как и способность приобретать новые мутации. В ответ на вирусную угрозу по всему миру, ученые в рекордные сроки изготовили эффективные и безопасные вакцины против COVID-19. Но вирус, кажется, нас опередил.

Вариант Omicron  имеет гораздо больше мутаций, вопреки ожиданиям экспертов. К тому же новый вариант «распространяется очень быстро, и мы ожидаем высокую нагрузку на систему здравоохранения в ближайшие несколько дней и недель» – рассказал журналистам Тулио де Оливейра, директор Южноафриканского центра реагирования на эпидемии и инноваций».

Коронавирус, как и другие возбудители инфекционных заболеваний, быстро мутирует

Вирусы, в том числе новый коронавирус регулярно мутируют, но большинство новых мутаций не оказывают существенного влияния на поведение вируса и последующую болезнь.

Нил Фергюсон, директор Центра по глобальному анализу инфекционных заболеваний в Имперском колледже Лондона, рассказал, что количество мутаций в спайковом белке является «беспрецедентным» – в целом их около 50 – а омикрон распространяется с невероятной скоростью. Так каким будет наш ответ?

Одной из главных проблем для исследователей в 2021 году стала необходимость определить источник вируса. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) несколько раз отправляла группу ученых в Китай, чтобы попытаться обнаружить ближайших родственников вируса у летучих мышей и понять как он перескочил к людям и как предотвратить появление новых вирусов.

Новый вариант коронавируса микрон содержит около 50 мутаций

Южноафриканские ученые, как сообщает пресса, смогли использовать технологии отслеживания вирусов для выявления всплеска заболеваемости и быстро секвенировали геном для выявления вариаций вируса. Эти действия быстро привело к открытию омикрона.

Наука, что лежит в основе идентификации вирусов, вероятно, предотвратила бесчисленные инфекции, госпитализации и смертельные случаи, и это то, что останется приоритетом в 2022 году.

Что же до вакцин против нового варианта, то ждать осталось недолго – ученые вовсю трудятся. К тому же, прямо сейчас проводятся исследования по разработке противовирусной таблетки для предотвращения COVID-19, а ряд других исследований посвящен антителам и различным формам передачи инфекции. Не стоит забывать, что борьба человечества с вирусами длится столетиями, и хочется верить, что скоро коронавирус будет окончательно побежден.

Нобелевская премия по физике и изменение климата

Мировое метеорологическое сообщество и международное научное сообщество приветствовали присуждение Нобелевской премии по физике 2021 года ученым-климатологам-первопроходцам, которые заложили основы для нашего понимания роли человеческой деятельности и парниковых газов в изменении климата.

Шведская королевская академия наук процитировала американо-японского профессора Сюкуро Манабе (Принстонский университет) и немецкого профессора Клауса Хассельманна (Институт метеорологии Макса Планка), «за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления».

Лауреаты Нобелевской премии по физике 2021 года

Манабе и Хассельман разделили награду с итальянским физиком-теоретиком, профессором Джорджио Паризи из Римского университета Сапиенца) «за открытие взаимодействия беспорядка и колебаний в физических системах от атомного до планетарного масштаба».

“По мере роста осведомленности общественности об изменении климата отрадно видеть, что Нобелевская премия по физике признает работу ученых, которые внесли большой вклад в наше понимание изменения климата, в том числе двух авторов МГЭИК – Сюкуро Манабе и Клауса Хассельмана”, – сказал Хосунг Ли, Председатель Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).

Интересно, кто удостоится Нобелевской премии по физике в 2022 году?

«Конкретные действия до сих пор не были достаточно амбициозными…. Очевидно, что необходимо повысить уровень амбиций. Мы не можем ждать десятилетиями, чтобы начать действовать», – отмечают лауреаты Нобелевской премии по физике.

Методы численного моделирования, разработанные Манабе, учитывают взаимодействие между атмосферой и океанами, являются основой моделирования и прогнозов земной системы, используемых для долгосрочного прогнозирования климата, и незаменимы не только для прогнозирования глобального потепления, но и для ежедневного и сезонного прогнозирования.

Физика элементарных частиц выходит на новый уровень

Ну что, вот мы и добрались до самого интересного – новейших открытий в области физики элементарных частиц. И они поражают воображение. В январе 2021 года физики доказали существование энионов – третьего царства частиц. Интересно, что до недавнего времени существовало всего две категории или царства частиц – бозоны и фермионы.

Критерий деления элементарных частиц на два лагеря – это значение спина, квантового числа, которое характеризует собственный момент импульса частицы. Если спин отдельно взятой частицы определяется целым числом – перед вами бозон, а если полуцелым – фермион.

Тетракварк собственной персоной

В этом году исследователи обнаружили первые признаки существования третьего царства частиц – энионов, поведение которых не похоже на поведение ни бозонов, ни фермионов.

Апрель тоже принес немало новостей – ученые объявили о существовании неизвестных для науки элементарных частиц и взаимодействий между ними, которые жизненно необходимы для природы и эволюции космоса.

В некоторых из предложенных на сегодняшний день теорий Вселенная содержит несколько типов бозонов Хиггса, а не только тот, что включен в Стандартную модель. И все же, несмотря на имеющиеся данные, доказать наличие неизвестной силы непросто и перед учеными стоит нелегкая задача.

Стандартная модель элементарных частиц, источник CERN

Опубликовано на сайте: 2022-01-05