Юный техник, 2012 № 06

Ну, а теперь Мэльт Гэтер и Сек-Хьюн Юнь не только перенесли кодирующий GFP-ген в культуру человеческих клеток, но затем стимулировали в них синтез этого белка и поместили клетки в узкое — шириной примерно в размер одиночной клетки — пространство между парой зеркал. Осталось «накачать» систему синим светом, для чего был использован лазер, пульсирующий слабыми, с энергией около 1 нДж, импульсами. Такая стимуляция заставляет GFP флуоресцировать, испуская фотоны во всех направлениях. Однако внутри «лазерной установки» фотоны отражаются, возвращаясь на GFP и усиливая его свет, создавая когерентный луч зеленого цвета.

По мнению экспертов, подобные «биолазеры» могут найти применение в медицине будущего, послужат эффективными сенсорами и инструментами, способными работать внутри человеческого организма — скажем, точно уничтожая клетки опухоли.

Так выглядят активные клетки под микроскопом.

Но еще интересней другое следствие живой сущности «биолазера». Дело в том, что в большинстве типов современных лазеров рабочее тело со временем деградирует, снижая свои характеристики. А вот живые клетки способны к самовосстановлению, что позволяет им синтезировать новые количества GFP по мере разрушения старых.

Такие лазеры обещают оказаться очень долговечными.

По материалам зарубежных источников

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Сигнализация цивилизациям?

Многих давно уже занимает вопрос: «Почему это вот уже 65 лет исследователи пытаются найти признаки существования во Вселенной иной цивилизации, но все тщетно?..» Попытки связаться с инопланетянами по радио или с помощью лазеров не дали видимых результатов.

В начале 2011 года дело дошло уж до того, что телескоп Allen Telescope Array (ATA), работавший в рамках программы Search for ExtraTerrestrial Intelligence (SETI) — «Поиск внеземных цивилизаций» — был закрыт из-за недостатка финансирования. Представители института SETI смогли продолжить работу лишь благодаря частным пожертвованиям, но успехов пока нет. Почему?

Ситуацию в свое время полушутя-полувсерьез попытался прояснить известный американский астрофизик Карл Саган. «Представьте себе, — сказал он, — что туземцы какого-либо острова в тропическом океане, поддерживающие связь с соседями с помощью тамтамов, решили установить связь с внешним миром. Для этого они начинают строить невиданный, гигантский барабан, не подозревая, что эфир вокруг них наполнен теле- и радиопрограммами…»

И в самом деле, не стоит ли нам попытать счастья с помощью иных видов вселенской связи? Каких именно? Последнее время все чаще разговоры идут о том, что связь на сверхдальних расстояниях надо поддерживать с помощью гравитационных волн и нейтрино.

Задача современных ученых — обнаружить гравитационные волны.

Представьте себе ситуацию. Где-то там, в глубинах космоса, кружится во вселенском вальсе пара нейтронных звезд. Миллионы лет назад они исчерпали запасы ядерной энергии и теперь остывают. С каждым витком они сближаются все ближе, пока наконец не сольются воедино, образовав черную дыру, из недр которой уж не вырвутся ни атом, ни фотон…

Но пока они как бы еще колеблются: стоит ли сливаться? И следы их колебаний в виде гравитационных волн — вибраций пространства-времени — распространяются в космосе. Звезды сближаются, темп вращения нарастает, а с ним растут потери на излучение. В финале за три секунды частота подскочит с 10 до 1000 оборотов в секунду, и гравитационные волны унесут около процента массы покоя двух сливающихся в черную дыру звезд. Окажись поблизости космический корабль, его просто разорвет на куски: гравитационные волны деформируют предметы, растягивая их в одном направлении и сжимая в другом, — как в кривом зеркале. Так гласит теория. Но она же показывает, что волны гравитации могут сильно ослабеть с расстоянием. Именно потому нам не удается их обнаружить. Во всяком случае, например, создатели детектора MiniGRAIL, построенного в Лейденском университете (Нидерланды), похвастать успехами тоже не могут.

Детектор представляет собой шар из медно-алюминиевого сплава диаметром 68 см и массой около 1400 кг, резонирующий на колебания с частотой около 3 кГц.

Остается выделить эти колебания из помех и зарегистрировать с помощью сверхпроводящих магнитометров. А вот с этим пока не получается. Чтобы защитить установку от любых сейсмических колебаний, бетонная плита, на которой подвешен шар, опирается на подушки из резины и дерева. А сам подвес состоит из стальных грузов и пружин.

Кроме того, еще больший враг детектора — тепловой шум. Чтобы избавиться от него, MiniGRAIL должен работать при температуре 20 милликельвинов — это на 1/50 градуса выше абсолютного нуля. Для этого вместе с частью подвеса шар помещают в трехслойный термос-дьюар с температурами слоев соответственно 77 К, 4 К и 20 мК.

За каждый час такого криогенного режима из установки испаряется около литра жидкого гелия, а охлаждение полутора тонн металла от комнатной до рабочей температуры занимает более полутора месяцев. А в итоге пока — ничего. С момента начала работ в 2001 году был проведен уже с десяток сеансов наблюдений, и все безрезультатно: гравитационных волн обнаружить до сих пор не удалось.

Быть может, именно потому научная общественность с таким интересом узнала о революционном эксперименте, которые поставили в марте нынешнего года физики из университетов Северной Каролины и Рочестера.

Впервые в мире им удалось провести сеанс связи с помощью субатомных частиц — нейтрино.

Напомним, что нейтрино (в переводе с итальянского «нейтрончик») — частица особая. Это название придумал лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми для гипотетической частицы, которая была поначалу открыта на кончике пера швейцарским теоретиком Вольфгангом Паули. Частица, согласно его вычислениям, получилась весьма странной — практически не имеющей электрического заряда, массы покоя и способной пронизывать толщу любого материала… В итоге даже сам Паули пришел в отчаяние. «Частицу с такими свойствами невозможно обнаружить экспериментально!» — воскликнул он однажды.

Устройство и схема охлаждения детектора:

_{1 — вход для жидкого гелия температуры 1К; 2 — труба для протекания гелия; 3 — резервуар гелия; 4 — резервуар для азота; 5 — труба для подачи гелия; 6 — труба для транспортировки азота; 7 — помпа для подачи гелия; 8 — труба для выхода газообразного гелия; 9 — резервуар с температурой 4К; 10 — резервуар с температурой 77К; 11 — резервуар с температурой 300К.}

Однако Паули, к счастью, ошибся. Нейтрино — даже трех разновидностей — обнаружить все же удалось.

И это несмотря на то, что нейтрино в самом деле может запросто пронизать земной шар, двигаясь почти со скоростью света!

Сигнал первой нейтринной передачи поступил из Национальной лаборатории имени Энрико Ферми, что рядом с Чикаго. Там в мощнейшем ускорителе частиц разогнали протоны и направили на углеродную мишень.