💡Начинаем новый день с двух впечатляющих научных исследований в области инженерных наук.

1️⃣ Новый тип усилителей для оптоволокна

Ученые из Института общей физики им. А.М. Прохорова и Института химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых разработали новый тип усилителя для оптоволоконных кабелей.

📌 Главное:
— Вместо эрбия был использован висмут, который люминесцирует в ближнем инфракрасном спектре, подходящем для телекоммуникационных сетей.
— Устройство усиливает сигнал с длинами волн от 1250 до 1500 нанометров, что обеспечивает рекордную полосу пропускания (250 нм).
— Теоретически, с таким усилителем можно передавать в 5 раз больше данных в секунду, чем по стандартным оптоволокнам.

Результаты опубликованы в Journal of Lightwave Technology

2️⃣ Солитонные молекулы для квантовых вычислений

Ученые из Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана и Института общей физики им. А.М. Прохорова разработали метод формирования солитонных молекул — стабильных групп световых импульсов, которые могут быть использованы для создания запутанных квантовых состояний.

📌 Главное:
— В качестве источника энергии использовался лазерный диод, излучение которого, проходя через кольцевой волоконный резонатор, формировало стабильные импульсы.
— Лазерная установка может генерировать до 14 связанных ультракоротких лазерных импульсов.
— Эти импульсы отличаются низким уровнем шумов и высокой стабильностью, что делает запутанные состояния более устойчивыми к ошибкам.

Результаты опубликованы в Applied Optics

✅ Новый усилитель для оптоволокна может значительно увеличить объем передаваемых данных, а работа с солитонными молекулами приближает к созданию мощных квантовых компьютеров и вычислительных систем.

📰 Читайте подробности на сайте РНФ:

➡️ О новом типе усилителей для оптоволокна
➡️ О солитонных молекулах для квантовых технологий

#новостинауки_РНФ

🧦 Научные итоги года: топ-10 открытий с РНФ и телеканалом «Наука»

Каждый год российские ученые совершают тысячи научных открытий, которые меняют наше представление о мире. Вместе с ними мы узнаем больше о полезных и вредных продуктах, загадочных физических явлениях и жизни далеких предков. Результаты исследований помогают лечить сложные заболевания, выявлять мошенников, создавать экологичное топливо из отходов и разрабатывать человекоподобный искусственный интеллект.

✅ Эти и многие другие важные проекты поддерживает Российский научный фонд.

К концу 2024 года ведущие эксперты РНФ выбрали топ-10 ярких достижений российской науки.

▶️ Смотрите наш специальный видеоролик и читайте подробности на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🐟Ученые из Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН выяснили, как глифосат и продукты его разложения нарушают обменные процессы в печени рыб.

🧬 Глифосат — один из самых популярных гербицидов, используемый для борьбы с сорняками, — вместе с продуктом его распада (АМФК) может снижать устойчивость рыб к заболеваниям.

Новое исследование позволяет лучше понять, как гербициды влияют на водных обитателей, и подчеркивает необходимость более ответственного подхода к их применению.

➡️ Ход исследования
🟣Ученые изучали влияние глифосата и АМФК на рыбок Danio rerio, широко используемых в биологических экспериментах.
🟣Рыбок разделили на 4 группы: контрольная (чистая вода) и три экспериментальные (вода с глифосатом, АМФК или их смесью).
🟣Через 14 дней исследовали состав белков в печени рыб, отвечающих за антиоксидантную защиту и окислительно-восстановительный баланс.

➡️ Основные результаты
🟣Глифосат и АМФК подавляют работу антиоксидантных ферментов, усиливая окислительный стресс, что может приводить к повреждению клеток.
🟣Смесь глифосата и АМФК сильнее всего нарушает обменные процессы, снижая функции печени.
🟣В 5 раз увеличилось количество белка цитохрома P450, участвующего в обмене холестерина, что может служить биомаркером загрязнения водоемов.

✅ Эти данные подчеркивают необходимость дополнительных исследований, чтобы точнее оценить влияние гербицидов на молодь и взрослую рыбу.

🔎 В дальнейшем ученые планируют изучить долгосрочные последствия использования гербицидов и их влияние на другие виды водных обитателей.

Результаты опубликованы в журнале Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics

📰 Подробнее — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🔬Исследователи из Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН выявили 53 ранее неизвестные мутации, которые могут быть связаны с развитием параганглиом — редких опухолей нейроэндокринной системы.

Параганглиомы диагностируются у одного человека из 30–100 тысяч, и их лечение часто сопряжено с рисками. Новые данные помогут разработать молекулярную таргетную терапию, направленную строго на пораженные клетки, что значительно повысит безопасность и эффективность лечения.

➡️Ход исследования
🟣Ученые проанализировали 152 образца опухолей, собранных у 140 пациентов, в сотрудничестве с Национальным медицинским исследовательским центром хирургии им. А.В. Вишневского.
🟣Из клеток опухолей выделили ДНК и провели секвенирование.
🟣С помощью биоинформатических программ были обнаружены мутации, оценено их влияние на белки и возможная роль в преобразовании клеток в злокачественные.

➡️ Основные результаты
🟣В 30% образцов обнаружены потенциально вредные мутации в 36 генах.
🟣Большинство мутантных генов участвуют в обмене веществ, энергообеспечении и сигнальных путях, связанных с онкогенезом.
🟣Ранее связь большинства из этих мутаций с параганглиомами головы и шеи не была установлена.

✅ Эти данные создают основу для разработки новых методов диагностики и персонализированного лечения параганглиом.

🔎 В будущем ученые планируют проверить, как выявленные мутации влияют на клеточные процессы и развитие опухолей, что поможет разработать точные таргетные препараты.

Результаты опубликованы в International Journal of Molecular Sciences

📰 Подробнее — в материалах Известий

#новостинауки_РНФ

🌐 Ученые из Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН предложили новый метод сжатия данных о состоянии беспроводного канала, который уменьшает их объем на 50%. Это решение поможет улучшить качество Wi-Fi-сетей, особенно в условиях передачи больших объемов данных.

Wi-Fi-сети с технологией MIMO обеспечивают высокую скорость передачи благодаря использованию многоантенных устройств.
Однако они сталкиваются с ограничением: устройства должны периодически отправлять на точку доступа данные о состоянии канала, которые занимают от сотен до тысяч байт. Обработка таких объемов сильно нагружает сеть.

Новый алгоритм решает эту проблему, значительно снижая нагрузку на канальные ресурсы.

➡️ Ход исследования
🔵Ученые смоделировали процесс передачи данных через MIMO.
🔵 Вместо последовательной передачи результатов измерений они предложили отправлять только различия между измерениями
🔵 Для проверки метода исследователи провели эксперимент:
💙сигналы передавались от многоантенного передатчика (Wi-Fi-станции) на многоантенный приемник, который фиксировал форму сигнала;
💙данные о состоянии канала, полученные приемником, сжимались с использованием нового алгоритма.

➡️Основные результаты
🔵 Новый метод позволил уменьшить объем данных о состоянии канала на 50% без потерь качества.
🔵 Он проще в реализации, чем существующие аналоги, и может быть интегрирован в стандарты Wi-Fi.
🔵 Метод подходит для широкого спектра устройств, включая IoT, благодаря низким требованиям к вычислительным ресурсам.

✅ Эти результаты создают основу для повышения эффективности Wi-Fi-сетей, особенно в многопользовательских средах, где требуется одновременная обработка больших объемов данных.

🌐 В будущем исследователи продолжат изучение новых методов передачи данных, обращая внимание на их влияние на производительность сети. Они также намерены развивать решения для внедрения алгоритмов в бытовые и промышленные устройства.

Результаты опубликованы в журнале IEEE Wireless Communications Letters

📰 Подробности — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🌱 Ученые из Чувашского государственного аграрного университета разработали первую в России модель для прогнозирования производства хмеля, которая поможет компаниям повышать эффективность на всех этапах работы.

Разработка способна предсказать рентабельность вложений и снизить финансовые риски.

🌾 Хмель используется в пивоварении, медицине, а также в промышленности, и его выращивание связано с высокими затратами. Доход от производства становится ощутимым только через 3–4 года. Новая модель решает ключевую задачу — позволяет оценивать экономическую эффективность еще на этапе планирования.

➡️ Ход исследования
🔴Ученые изучили зарубежные модели, адаптировав их под российские условия.
🔴 Основой для разработки стали данные о российских технологиях хмелеводства, таких как площадь полей, дозы удобрений, стоимость выращивания хмеля и уровень финансирования (размеры субсидий, кредитов, налогов).
🔴 На основе этих данных создана модель, которую можно адаптировать под характеристики любого производства.

➡️ Основные результаты
🟡 Модель позволяет прогнозировать доходы, затраты и прибыль на любой стадии производства.
🟡 Она оценивает рентабельность вложений, например, расширения посадок или внедрения новых технологий.
🟡 Система помогает выявлять риски и регулировать денежные вложения.

✔️ Эти результаты обеспечивают компании эффективными алгоритмами планирования и помогут развивать отрасль хмелеводства в России.

В будущем модель может использоваться не только производителями хмеля, но и государственными структурами для расчета субсидий и развития сельского хозяйства.

Результаты исследования опубликованы в журналах «Аграрный вестник Урала» и «АПК: Экономика, Управление»

📰 Подробности — в материале ТАСС

#новостинауки_РНФ

🥛Ученые из Северо-Кавказского федерального университета и Горганского университета сельскохозяйственных наук (Иран) синтезировали наночастицы селена, которые могут использоваться как биологически активная добавка к пище.

Эта инновация поможет предотвратить дефицит важного микроэлемента, от которого страдает более миллиарда человек по всему миру.

Разработка решает сразу несколько задач:
😀восполняет недостаток селена,
😀сохраняет свойства продуктов,
😀стимулирует рост полезных бактерий.

💊 Селен играет ключевую роль в работе иммунной, сердечно-сосудистой, нервной систем и щитовидной железы. Его дефицит может вызывать серьезные нарушения здоровья, но восполнить его можно через обогащение доступных продуктов питания, таких как молоко.

➡️Ход исследования
🔣Ученые синтезировали наночастицы селена, стабилизированные поверхностно-активным веществом Tween-80, известным своей безопасностью и широким использованием в пищевой промышленности.
🔣 Химический процесс включал растворение Tween-80 в селеновой кислоте с добавлением аскорбиновой кислоты. Итоговые частицы имели размер 16–95 нанометров (в зависимости от соотношения исходных соединений).
🔣 Полученные частицы добавляли в молоко разной жирности (1,5–5%) в дозировках, соответствующих 10–100% суточной нормы селена.

➡️ Основные результаты
🔣 Наночастицы селена не изменяют физико-химические параметры и органолептические свойства молока (вкус, запах, цвет, консистенцию).
🔣 Добавка стимулирует рост полезных молочнокислых бактерий, увеличивая численность лактобацилл до шести раз.
🔣 Разработка позволяет эффективно бороться с дефицитом селена, сохраняя качество продуктов.

❕Эти результаты открывают новые перспективы в обогащении продуктов питания и улучшении их функциональных свойств.

В будущем исследователи планируют изучить усваиваемость наночастиц организмом, чтобы рекомендовать их для массового использования.

Результаты работы опубликованы в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

📰 Подробности — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

💫 Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова и Университетского колледжа Лондона разработали электронную базу данных спектральных линий циан-радикала — молекулы, играющей ключевую роль в процессах, происходящих в межзвездной среде.

💡 Циан-радикал (CN) — соединение атомов углерода и азота, которое излучает свет в зависимости от своего состояния.

Эти спектры позволяют:
✔️изучать химический состав комет и межзвездных облаков;
✔️определять температуру реликтового излучения;
✔️следить за процессами в космосе, такими как формирование звезд и эволюция молекулярных облаков.

➡️ Ход исследования
Ученые подробно изучили три электронных состояния молекулы циан-радикала: основное, при котором электроны находятся на минимальных энергетических уровнях, и два возбужденных, в которых электроны переходят на более высокие энергетические уровни.
🔴С помощью квантово-химических вычислений ученые описали электронную структуру циан-радикала.
🔴Исследователи определили вероятности переходов между его электронными состояниями.
🔴На основе этих данных была создана математическая модель, позволяющая описывать спектры радикала в диапазоне температур от абсолютного нуля (-273 °C) до 15 000 °C.

➡️ Основные результаты
Полученные данные позволят точно моделировать спектры циан-радикала для диагностики условий в межзвездных объектах, определять температуры и химический состав комет и молекулярных облаков, а также исследовать динамику распределения молекул в космической среде.

📂 База данных размещена на сайте проекта ExoMol и доступна для специалистов по всему миру.

✔️ В будущем исследователи планируют расширить модель для работы с изотопологами — молекулами циан-радикала, содержащими редкие изотопы углерода и азота.

Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Supplement Series

📰 Подробности — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🦐 Ученые из НИИ биологии Иркутского государственного университета изучили байкальских рачков Eulimnogammarus cyaneus, чтобы выяснить, повлияла ли географическая изоляция на их видовую принадлежность.

Результаты показали, что популяции, разделенные истоком Ангары около 100 тысяч лет назад, все еще принадлежат к одному виду и способны скрещиваться, несмотря на многолетнюю изоляцию.

➡️ Ход исследования
🟣Ученые отобрали 400 рачков из двух мест — у порта Байкал и деревни Листвянка.
🟣 В лаборатории рачков помещали в резервуары с особями из разных популяций, фиксировали формирование пар и наблюдали за развитием эмбрионов.
🟣 Дополнительно оценивали их способность к длительному размножению в искусственных условиях.

➡️ Основные результаты
🟣 Рачки из разных популяций успешно образовывали пары и давали жизнеспособное потомство, что подтверждает их принадлежность к одному виду.
🟣 В лаборатории рачки размножались на протяжении более года, тогда как в природе их репродуктивный сезон длится всего несколько месяцев.
🟣 Эти свойства делают рачков перспективной моделью для биологических исследований.

⚡️ Полученные данные важны для понимания механизмов видообразования и оценки изменений в экосистемах.

Использование Eulimnogammarus cyaneus как модельного организма может значительно расширить возможности экспериментальной биологии.

⏰ В будущем ученые планируют продолжить исследования, чтобы определить минимальное время, необходимое для образования новых видов.

Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Experimental Zoology A

📰 Подробнее — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ

🌀 Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова разработали подход для анализа параметров плазмы с использованием алгоритмов, сочетающих обратное преобразование Абеля и методы подавления шумов.

Это позволяет точнее моделировать плазму — ионизированный газ, активно применяемый в промышленности и науке.

➡️ Ход исследования
🔵Проанализированы 14 алгоритмов для восстановления параметров плазмы из экспериментальных данных.
🔵Тестировались три подхода к подавлению шумов:
1️⃣ Сглаживание — устранение выбивающихся значений путем усреднения.
2️⃣ Фильтрация — удаление высокочастотных шумов.
3️⃣ Регуляризация — добавление математического штрафа за отклонения модели от гладкости.
🔵 Проведен численный эксперимент, где исследователи оценивали точность алгоритмов на зашумленных данных, описывающих плазму.

➡️ Основные результаты
🔵 Алгоритм «Piessens-Verbaeten» оказался наиболее точным благодаря встроенным инструментам фильтрации.
🔵 Применение регуляризации снизило погрешности для всех алгоритмов до 8–12%, тогда как без нее ошибки доходили до 100%.
🔵 Метод показал высокую эффективность при малом количестве данных и сильных шумовых искажениях.

✅ Полученные данные помогут оптимизировать использование плазмы в лазерной сварке, резке, нанесении покрытий и других высокотехнологичных процессах.

⏰ В будущем ученые планируют применить подход к другим плазменным источникам, включая тлеющий разряд, чтобы расширить его применимость в исследованиях и производстве.

Результаты работы опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. Анонс исследования украсил обложку январского номера.

📰 Подробнее — на сайте РНФ

#новостинауки_РНФ