"Wissenschaft aus erster Hand" №5 (59), 2014 - WISSENSCHAFT UND GESELLSCHAFT

„Wissenschaft aus erster Hand“ №5 (59), 2014

Ankündigung der Nummer

Nachrichten der Wissenschaft

Phosphorylguanidine – Neue chemische Nukleinsäureanaloga
D.A. Stetsenko, D.V. Üppig
Die Novosibirsker Chemiker vom Institut für Chemische Biologie und Grundlagenmedizin der SA AdWR hatten in der wissenschaftlichen Welt ein seltenes Glück – sie konnten eine neue Klasse von Verbindungen entdecken, die in der Natur nicht vorkommen. Wir sprechen über Phosphorylguanidine – Nukleinsäureanaloga. Diese Forschung ist eine direkte Fortsetzung der Arbeiten der Nowosibirsker Wissenschaftler N.I. Grineva und D.G. Knorre stellte 1967 ein revolutionäres Konzept therapeutischer Arzneimittel auf der Basis von Oligonukleotiden (kurze Nukleinsäurefragmente) vor, die komplementär mit zellulären Nukleinsäuren in Kontakt treten können und die Arbeit von Genen sowie den Transfer genetischer Information von DNA und RNA in die Richtung beeinflussen.
Anders als bei herkömmlichen Nukleinsäuren sind in den neuen Verbindungen die "Brücken" zwischen den Nukleotidverbindungen nicht die negativ geladenen Phosphatgruppen, sondern die "neutralen" Phosphorylguanidin-Gruppen. Solch eine chemische Transformation erlaubt ihnen, frei in die Lipidmembranen lebender Zellen einzudringen, gibt der zerstörerischen Wirkung von Enzym-Nukleasen Widerstand undam wichtigsten ist die Fähigkeit, starke Komplexe in Form einer Doppelhelix mit zellulärer DNA und RNA zu bilden.

Vulkan, "aufgeblasenes" Gas
I.Yu. Fäuste
Im Jahr 2013 errichteten sibirische Vulkanologen ein Netz von seismischen Stationen auf Goreloy, einem der Kamtschatka-Vulkane der Mutnovsko-Gorely-Gruppe, 80 km südlich von Petropavlovsk. Nachdem sie die Reaktion des Vulkans auf seismische Störungen untersucht hatten, fanden sie heraus, dass Gorely sich auf sehr seltene Vulkane bezieht, die nicht mit flüssigem Magma, sondern mit Gas gefüllt sind. Bildlich gesprochen ist es ein "Dampfkessel" mit einem sehr haltbaren Basaltdeckel, in dessen Mitte sich ein kleines Loch befindet. Letzteres spielt die Rolle eines Sicherheitsventils und verhindert die Explosion von Gas unter enormem Druck. Etwa 11 Tausend Tonnen heißes Vulkangas, jeden Tag mit dem aus Gorely ausgestoßenen Brüllen, bilden eine weithin sichtbare Wolke – die "Visitenkarte" des Vulkans.

Das Bermuda-Dreieck von Jamal
M.I. Epov und andere.
Im September 2014 erfolgte die Expedition des Instituts für Erdölgeologie und Geophysik. A.A. Trofimuka SB RAS (Novosibirsk) führte eine umfassende geologische, geophysikalische und geochemische Untersuchung eines einzigartigen Naturphänomens durch – des Jamal Kraters, von dem berichtet wurde, dass traditionelle und elektronische Medien überschwemmt wurden.Die Nähe eines riesigen Trichters mit einer Breite von etwa 40 m zu dem bereits bestehenden Gasfeld des Bovanenkowskoje-Feldes erklärt zum Teil das Interesse, das die allgemeine Öffentlichkeit und die Geschäfts- und Öl- und Gasindustrie an dem einzigartigen geologischen Objekt gezeigt hat.
Mit der Einreichung von Wissenschaftlern begannen Journalisten, das Thema der Beziehung des Jamal-Kraters und des Bermuda-Dreiecks aktiv zu übertreiben. Eine der Arbeitshypothesen erklärt anomale Phänomene im Bermuda-Dreieck verbindet ihr Auftreten mit der schnellen Freisetzung von Methan aus den sich aktiv zersetzenden Bodenablagerungen von Gashydraten – einer Art gefrorenem "Dosengas". Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse stimmten die Nowosibirsker Forscher darin überein, dass der Jamal-Krater auf den Lawinenausbruch von Methan als Folge der Zerstörung von Reliktgashydraten in einer Tiefe von 60-80 m zurückzuführen ist. die Bildung eines Trichters in Form eines Champagnerkorkens.

Horizonte der Wissenschaft

Auf der dunklen Seite des Universums
A.E. Bondar, A. D. Schulden
Seit Jahrhunderten kämpfen die besten Köpfe der Menschheit mit der Frage: Wie ist unser Universum aufgebaut? Schließlich wurde ein kohärentes Bild des Universums auf der Grundlage der Elementarteilchenphysik erstellt. Gemäß den modernen Konzepten, im Universum "gewöhnliche Materie" ist nur 5% der Masse, und der ganze Rest – die sogenannte "dunkle Materie" und "dunkle Energie". Es gibt verschiedene Modelle der Dunklen Materie. Die Aufgabe, Teilchen der Dunklen Materie zu finden, besteht hauptsächlich darin, eine Methode zu entwickeln, die es Ihnen ermöglicht, "das Unbekannte zu finden".
Heute entwickeln einige der größten wissenschaftlichen Zentren der Welt Detektoren mit schwer fassbaren Teilchen der Dunklen Materie, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren. Nowosibirsker Physiker suchen nach der sogenannten kalten Dunklen Materie, deren Teilchen zunächst langsam, nun im Gravitationsfeld der Galaxie auf ein Tausendstel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Der Bereich der möglichen Werte der Masse dieser Teilchen ist sehr groß: sie können tausendfach schwerer oder schwerer sein

Eine solche empfindliche NMR
A.V. Yurkovskaya und andere
Eine der effektivsten modernen Methoden zur Analyse der Struktur chemischer Verbindungen auf molekularer Ebene basiert auf diesem Phänomenkernmagnetische Resonanz (NMR), die auftritt, wenn magnetische Kerne mit einem externen Magnetfeld wechselwirken.
Trotz zahlreicher Vorteile hat die NMR-Spektroskopie einen signifikanten Nachteil – eine relativ geringe Empfindlichkeit. Dies ist auf die Schwierigkeit zurückzuführen, niederenergetische Quanten einer elektromagnetischen Welle sowie eine schwache "Polarisation" des Spinsystems zu detektieren, da selbst in den stärksten verfügbaren Magnetfeldern die resonante Absorptionsenergie wesentlich geringer ist als die Energie der thermischen Bewegung von Partikeln. Novosibirsk-Forschern gelang es jedoch, die Empfindlichkeit von NMR-Methoden durch die Entwicklung eigener Ansätze zur Polarisierung von Spinsystemen signifikant zu erhöhen.
Ein bedeutender Durchbruch war die Entwicklung einer Methode zur Herstellung von hyperpolarisierten Gasen und deren Verwendung in der Magnetresonanztomographie (MRI). Die traditionelle MRI-Diagnostik konzentriert sich auf das NMR-Signal von Wasserprotonen und -fetten in lebenden Geweben. Der größte Teil des Lungenvolumens wird jedoch von Luft eingenommen, in diesem Fall ist die Empfindlichkeit einer konventionellen MRT sehr gering. In Novosibirsk wurde die MRT-Visualisierung verschiedener Objekte erfolgreich durchgeführt.gefüllt mit hyperpolarisierten Gasen, die durch heterogene Katalyse erhalten werden.

Auf der Suche nach einem besonderen Licht
A.A. Apollinisch
Im Laufe seines wissenschaftlichen Lebens war der Autor, ehemaliger Absolvent der Staatlichen Universität Nowosibirsk und jetzt leitender Forscher am Max-Planck-Institut für Quantenoptik an der Max-Planck-Gesellschaft und der Ludwig-Maximilians-Universität München, daran beteiligt, Laser zu erfinden und zu verbessern und sie in einzigartigen Experimenten zu verwenden. Wie er selbst sagt, schuf er ein "besonderes Licht": Erstens – an der Technischen Universität Wien, wo ein Forscherteam an der "Erfassung" der CEP-Phase teilnahm, dem letzten physikalischen Parameter des gepulsten Laserlichts, der von Physikern nicht beherrscht werden konnte; dann in Deutschland, wo so ambitionierte Projekte wie die Schaffung eines externen Femtosekunden-Resonators, eines der bemerkenswertesten Geräte der Laserphysik, realisiert wurden.
Im Bayerischen Zentrum für Advanced Laser Applications (CALA) entwickelt sich derzeit eine weitere Richtung, die mit der Erzeugung hoch gerichteter Röntgenstrahlung verbunden ist und mit der die Auflösung der Diagnostik erhöht werden kannRöntgengeräte.

GESCHICHTE DER WISSENSCHAFT

Daniel Gottlieb Messerschmidt: Der Beginn der Straße
N.P. Kopaneva
Der Name Daniel Gotlib Messershmidt ist allen bekannt, die sich mit der Geschichte Russlands in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts beschäftigen, der Geschichte der Wissenschaft, der Geschichte Sibiriens. Die Ergebnisse der Forschung und Sammlungstätigkeit Messerschmidt von 1720 bis 1726 wird bis heute weiter erforscht.
Vom gesamten wissenschaftlichen Erbe des Wissenschaftlers wurde nur ein Teil seiner Tagebucheintragungen von März 1721 bis April 1726 in Berlin und das Tagebuch vom 21. Dezember bis 31. Dezember 1726 in Ischewsk veröffentlicht. Große Mengen von Forschung und Beobachtungen DG Messerschmidt wird von Botanikern, Zoologen, Linguisten, Ethnographen, Archäologen verwendet, bleibt jedoch unveröffentlicht. Nicht veröffentlicht und sorgfältig von ihm gesammelt viele der "Berichte" des Wissenschaftlers, Korrespondenz. Sie erlauben nämlich, die Frage zu beantworten, was den "edelsten und gelehrtesten" Arzt D.G. Messerschmidt ging von seiner Heimat Danzig nach Russland, und was waren seine wissenschaftlichen Interessen?

ÖKOLOGISCHE KATASTROPHEN

Ökologische Krise am Baikal: Wissenschaftler stellen eine Diagnose
O.A. Timoshkin und andere.
Das erste Anzeichen für den Beginn der ökologischen Krise war die ungehemmte Reproduktion der für den Baikal ungewöhnlichen Fadenalgos spirogyra.Wie Forschungen von Limnologen gezeigt haben, war die Ursache dieses ungewöhnlichen Phänomens nicht die globale Erwärmung oder andere planetarische Phänomene, sondern der übermäßige Nährstoffeintrag in den See, wie Stickstoff und Phosphor. Der Schuldige wurde entdeckt – es handelte sich um Industrie- und Haushaltsabwässer, die aus schlecht funktionierenden oder baufälligen Kläranlagen, die sich in Küstensiedlungen befanden, in das Baikal gelangten, ebenso wie Bilgen- und Fäkalienwasser von zahlreichen Schiffen.
Bis jetzt sind all diese negativen Phänomene auf die Küstenzone des Sees beschränkt und beeinflussen nicht ihren tiefsten Teil, ohne die hydrochemischen Indikatoren des Baikalwassers zu beeinflussen. Aber der Prozess hört nicht auf, genauso wie die langsame, aber stetige Verschmutzung des "heiligen Baikal" nicht aufhört.

FAKULTÄT

TÜV. Weltcup in Physik
A.I. Shchetnikow
Dieses neue, für die Wissenschaft ungewöhnliche "Sportformat" des wissenschaftlichen Wettbewerbs wurde 1979 in unserem Land an der Moskauer Staatlichen Universität geboren. Seitdem haben sich tatkräftige und talentierte Leute, die die Physik lieben, die sie bei den Olympischen Spielen und Konferenzen "eng" geworden sind, an den Turnieren junger Physiker (TUV) beteiligt.Das Turnier wurde zu einem reinen Gewerkschaftswettbewerb und zehn Jahre später fand das erste internationale Turnier IYPT (International Young Physicist's Tournament) statt. Die Teilnehmer des Turniers nennen es den World Cup in Physik.

IYPT-2012. Beugung von Licht auf beschlagenem Glas
V.I. Matyunin und andere
Wenn wir im Dunkeln durch nebligen Glas an einer Straßenlampe oder dem Mond suchen, werden wir eine Krone in Form von konzentrischen Regenbogenringen um die Lichtquelle sehen. Die Aufgabe, dieses schöne optische Phänomen zu untersuchen, wurde auf dem Internationalen Turnier der jungen Physiker IYPT-2012 vorgeschlagen. Dazu mussten die Autoren eine Reihe von physikalischen und Computer-Experimenten zur Lichtstreuung an unregelmäßigen Mikroobjekten durchführen.

IYPT-2013: "Honig Ringe"
V.V. Tumanov, A.I. Shchetnikow
Wenn der Wasserstrahl senkrecht auf eine flache horizontale Fläche fällt, breitet er sich gleichmäßig in alle Richtungen aus. Ein völlig anderes Bild wird beobachtet, wenn Wasser durch eine ausreichend viskose Flüssigkeit wie Honig, Glycerin, Shampoo oder Mineralöl ersetzt wird. Ein solcher Strahl hat aufgrund der hohen Viskosität der Flüssigkeit keine Zeit sich auszubreiten, verliert seine Stabilität und beginnt sich zu einer Spirale zu verdrehen. Dieses Phänomen wurde vorgeschlagen, um die Teilnehmer des Internationalen Turniers der jungen Physiker IYPT-2013 in der Aufgabe "Honey Rings" zu erkunden

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