Смоделировано падение метеорита в Ливийской пустыне
Стекло Ливийской пустыни содержит метеоритный материал и, следовательно, его происхождение должно быть связано с ударом. Однако кратер так и не был найден. Сотрудники кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем совместно с коллегой из Института динамики геосфер выполнили численное моделирование ударов каменистых и кометных тел. Они пытались подтвердить версию, что это стекло было сформировано из кремнезема, нагретого излучением от воздушных всплесков вблизи земли. Авторы выбрали те варианты симуляции, в которых кратер не образовался, огненный шар касается земной поверхности, а площадь расплавленной мишени соответствует площади усыпанного поля Ливийского пустынного стекла. Подходящие варианты включают в себя удар астероида диаметром 300 м со скоростью входа 35 км/с и углом входа 8°, а также кометные тела диаметром от 150 до 300 м, где скорости равны 50–70 км/с, а углы входа — от 15° до 45°. Максимальная глубина расплавленного кремнезема в эпицентре достигает 10 см при кометных ударах и 3–4 см при астероидных ударах. Моделирование показало, что порода плавится за 50–400 секунд. Результаты опубликованы в журнале Meteoritics & Planetary Science.
Ученый из МФТИ изучил хелатирующие ферменты прокариот
Два фермента-переносчика магния и кобальта необходимы для производства хлорофилла и витамина B12 соответственно. Каждый фермент состоит из больших, средних и малых частиц. Сходство последовательностей и структур указывают на общее происхождение соответствующих субъединиц. Сотрудник кафедры биоинформатики и системной биологии МФТИ Иван Антонов проанализировал более 1200 различных геномов прокариот, синтезирующих витамин В12 и/или хлорофилл. Оказалось, что геномы многих производителей витамина содержат только гены большой субъединицы переносчика кобальта и средней субъединицы фермента, отвечающего за магний. Также обнаружено, что смещение места начала считывания позволяет мРНК средней субъединицы хелатазы магния синтезировать обе субъединицы. В геномах, где гены для малых частей отсутствовали, наблюдалось статистически значимое увеличение количества сигналов сдвига старта считывания в генах средней субъединицы хелатазы магния. Этот сдвиг встречается как у бактерий, так и у архей, имеющих малую степень сродства. Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.
У детей с расстройствами аутистического спектра отличатся микробиота кишечника
Микробиота кишечника человека рассматривается как важный фактор, способствующий развитию расстройств аутистического спектра (РАС) у детей. Сотрудники кафедры биоинформатики МФТИ совместно с коллегами из РНИМУ им. Пирогова и Института общей генетики им. Вавилова исследовали состав микробиоты кишечников детей с РАС. С помощью разработанного исследователями алгоритма был составлен каталог влияющих на нейроны генов в образцах. Для идентификации метагеномных признаков у детей с РАС использовали поправку на множественные сравнения. Статистически значимые отличия найдены для двух родов и шести видов бактерий. Авторы отметили уменьшение количества генов, связанных с продукцией ГАМК, мелатонина и масляной кислоты в образцах детей с РАС. Полученные данные могут помочь обеспечить сравнительную оценку активности идентифицированных генов. Результаты опубликованы в журнале Journal of medical microbiology.
Профессор из МФТИ изучил новый тип низкочастотных электромагнитных волн
Альфвеновские электромагнитные волны — это низкочастотные плазменные возмущения, которые распространяются только при наличии внешнего постоянного магнитного поля. Они были обнаружены шведским ученым Ханнесом Альфвеном. При распространении альфвеновских волн движутся заряженные частицы плазмы. Поэтому скорость их распространения мала по сравнению со скоростью света. Такие волны существуют только в плазме с высокой проводимостью. Профессор кафедры теоретической физики МФТИ Владимир Крайнов рассмотрел аналитически новое явление: распространение поперечных линейно поляризованных альфвеновских уединенных волн в плазме. Результаты опубликованы в журнале Physica Scripta.
В МФТИ исследовали воздействие монослоя графена на свойства медных пленок
Монослой графена является перспективным функциональным материалом в различных устройствах нано- и оптоэлектроники. Известно, что кинетика роста металлов на поверхности графена может существенно отличаться от роста на обычных подложках. Изучение процесса роста тонких пленок металлов на графене и исследование их свойств представляется важным для разработки технологии создания графен-металлических структур. Ученые рассмотрели оптические, электрические свойства и морфологию тонких пленок меди на подслое графена. Также авторы сравнили их свойства с аналогичными пленками меди, осажденными на стекло. Оказалось, что рост меди на графене приводит к образованию наночастиц, размер которых можно контролировать с помощью изменения температуры подложки. В работе также демонстрируется способ осаждения сплошных тонких пленок меди на графене. Результаты опубликованы в «Журнале радиоэлектроники».
Обнаружены соединения редкоземельных металлов с тремя атомами водорода
При использовании методов предсказания кристаллической структуры ранее были предсказана серия гидридов редкоземельных металлов с новыми кристаллическими структурами. Эти вещества должны иметь необычные химические свойства и сверхпроводимость с высокой критической температурой. Однако структуры тригидридов редкоземельных металлов не были исследованы при высоких давлениях. Сотрудники лаборатории компьютерного дизайна материалов совместно с коллегами из Китая и США исследовали соединение диспрозия с тремя водородами (DyH3) при давлениях до 1 млн атмосфер при помощи рентгеноскопии. Также авторы рассчитали структуру DyH3 до давления 2,2 млн атмосфер. Эксперименты показали, что соединение стабильно при давлениях от 0,17 до 1 млн атмосфер и температурах до 1700 ℃. Расчеты предсказывают несколько различных стабильных фаз, переходы между которыми должны происходить при давлениях 0,11, 0,35, 1,35 и 1,94 млн атмосфер. Первые два перехода подтвердились в эксперименте. Результаты опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.
Профессор из МФТИ проанализировал инвестиционные возможности в России
Проблема восстановления экономического роста и выхода из режима стагнации российской экономики связана с преодолением институциональных ловушек. Одна из таких ловушек — большая разница между процентными ставками по кредитам и депозитам. В этих условиях оценка инвестиционного проекта оказывается зависящей от предпринимательской среды, в которой реализуется проект. Заведующий кафедрой анализа систем и решений МФТИ Александр Шананин описал инвестиционную среду с помощью модели Кантора — Липмана инвестиций на несовершенном рынке капитала. В этой модели инвестиционная среда описывается набором стационарных, тиражируемых инвестиционных проектов. Автор построил индексы, с помощью которых оцениваются новые инвестиционные проекты и финансовое состояние инвестора. Также исследованы асимптотические свойства индексов и с их помощью — проблемы экономического роста в России. Результаты опубликованы в журнале «Труды Института математики и механики».
Ученые изучили оптические свойства поверхностного слоя российских морей
Сотрудники кафедры общей физики МФТИ и Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН восстановили первичные оптические характеристики вод поверхностного слоя по спектрам яркости выходящего из морской толщи излучения на примере Баренцева, Карского, Восточно-Сибирского морей и моря Лаптевых. Рассмотрены показатели поглощения желтым веществом и пигментами фитопланктона, а также показатель рассеяния назад взвешенными частицами. Расчет этих характеристик производится при помощи полуаналитического алгоритма GIOP. В Карском, Восточно-Сибирском морях и море Лаптевых результаты GIOP сравниваются с результатами регионального алгоритма, разработанного в Институте океанологии для оценки показателя поглощения желтого вещества. Оказалось, что алгоритм GIOP применим в условиях кокколитофоридных цветений в Баренцевом море. Результаты опубликованы в журнале «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса».
В МФТИ оценили возможность применения вычислительных методов для определения оптимальной цели лекарств
Обнаружение и выбор потенциальных целей — важная проблема в фармакологии. Даже когда все реакции и белки в биологической сети известны, как выбрать оптимальную цель? Сотрудники кафедры вычислительной математики в обзорной статье рассмотрели применение вычислительных методов для решения этой проблемы на примере каскада свертывания крови. Проблема правильного антитромботического нацеливания — критическая для этой системы, поскольку применение современных антикоагулянтов связано с риском кровотечения. Авторы рассмотрели преимущества и недостатки различных стратегий анализа чувствительности. Они подчеркивают функциональную модульность и многозадачность этой биологической сети и необходимость нормализовать гемостаз во время антикоагулянтной терапии, а не полностью его подавлять. Чтобы проиллюстрировать этот эффект, ученые акцентировали внимание на возможности регуляции времени задержки и эндогенного потенциала тромбина в генерации тромбина. Эти методы позволяют идентифицировать элементы в каскаде свертывания крови, которые могут служить мишенями для дифференциальной регуляции этой системы. Обзор опубликован в журнале Current Pharmaceutical Design.
Кислородная плазма заметно влияет на обработку биополимеров
Сотрудники департамента химии МФТИ совместно с коллегами из Ивановской сельхозакадемии и Института химии Коми исследовали применение неравновесной низкотемпературной кислородной электронно-лучевой плазмы (EBP) для управляемой обработки биополимеров. В качестве примера рассматривался хитозан из крабовой оболочки и лигноцеллюлозы хвойных пород. Водные растворы олигомеров хитозана, продуцируемых EBP, усиливали всхожесть семян и стимулировали образование зеленой массы в ячмене Hordeum vulgare. EBP обработка лигноцеллюлозы привела к ее аморфизации и образованию дополнительных кислородсодержащих функциональных групп на поверхности биоматериала. Результаты опубликованы в журнале Transactions on Plasma Science.
Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих статьях, выступлениях и проектах для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 27 апреля.
