Праздничный выпуск устного журнала «Язык Эйнштейна» состоялся 8 февраля, в День российской науки, в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Ростова-на-Дону. Учёные собрались, чтобы обсудить самые важные новости науки 2023 года и их значение в стиле шоу «Прожекторперисхилтон».

В этот раз научно-популярное ток-шоу прошло немного нестандартно. Физика, атомная отрасль, химия, астрофизика, генетика, нейробиология… Каждый спикер выступил с одной научной новостью из своей области, наиболее значимой, на его взгляд, в ушедшем году.

Начали обсуждение с новости из мира физики, которую озвучил Станислав Кубрин, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории Мёссбауэровской спектроскопии отдела аналитического приборостроения НИИ физики Южного федерального университета (ЮФУ). С помощью синхротронного излучения учёным удалось изучить отдельные атомы. Химики из США, Китая и Франции использовали синхротронное излучение для характеризации отдельных ионов железа и тербия в составе комплексных соединений, нанесённых на поверхность золота. Учёные смогли детектировать электронные переходы этих атомов только тогда, когда тонкий металлический детектор располагался точно над атомами металлов. По словам спикера, исследователи создали основу для дальнейшего изучения отдельных молекул, что поможет, например, лучше разобраться в природе катализаторов.

Следующие новости касались генетики. Их было целых две, и они были посвящены результатам последних поисков бактериальных предков ядерных клеток. Исследование мексиканских учёных заставляет по-новому взглянуть на запутанные эволюционные отношения митохондрий и альфа-протеобактерий. Как объяснил Николай Скобликов, кандидат медицинских наук, медицинский директор лаборатории «CL», митохондрии — это органеллы эукариотических клеток, помогающие им получать энергию из органических веществ. Уже точно известно, что произошли они от представителей обширной группы альфа-протеобактерий. Но от каких именно? Как оказалось, митохондрии ближе всего к иодидимонадам — недавно открытым бактериям, живущим в горячих источниках.

Большой интерес у зрителей вызвала и новость о том, что учёные смогли воссоздать виром (совокупность вирусов в человеческом организме) последнего общего предка эукариот (LECA). Они показали, что виром LECA происходит от вирусов бактерий, а не архей, и связали бактериальное происхождение вирусов LECA с альтернативной моделью эукариогенеза. Согласно этой модели, не архейная клетка поглотила альфапротеобактерию — предка митохондрии, а бактериальная клетка поглотила архею и затем альфапротеобактерию, в результате чего и появился LECA.

Спикер отметил, что эти открытия – работа биоинформатиков, для которых необходим лишь компьютер и умение правильно думать.

«А зачем нам это нужно? А просто потому, что это было интересно, ведь учёными движет любопытство, а не выгода», — завершил своё выступление Николай.

От обсуждения очень маленьких объектов спикеры перешли к обсуждению очень больших. Главная новость по астрофизике от Владимира Корчагина, доктора физико-математических наук, главного научного сотрудника НИИ физики ЮФУ – открытие нанометрового гравитационного волнового фона. В 2023 году астрономы зафиксировали гравитационные волны длиной в несколько десятков световых лет, в тысячи раз больше тех, которые открыли в 2015 году. Сделать это удалось с помощью наблюдения пульсаров: гравитационные волны, проходя через пучок электромагнитного излучения, испускаемого этим типом нейтронных звёзд, искажают его и могут таким образом быть зафиксированы. Учёные выяснили – Вселенная пронизана таким нанометровым гравитационным излучением, возможно, реликтовыми остатками от взрывов древних чёрных дыр.

Далее перешли к обсуждению новости по химии, которая звучала так: «Диагностический краситель оказался противоядием от бледной поганки». Рассказала об этом практикоприменимом открытии Екатерина Коломенская, химик-инженер Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ. Как оказалось, даже здесь помог ChatGPT: учёные попросили нейросеть найти противоядие против токсина альфа-аманитина, содержащегося в поганках. И удивительно, спасением оказался давно всем известный диагностический краситель — индоцианин зелёный. В ходе эксперимента на мышах было выявлено, что краситель помогает блокировать выработку токсичного фермента, и ни одна мышка не умерла. Важность этого исследования заключается в том, что бледная поганка – широко распространённый и самый ядовитый гриб, с которым связано около 90 процентов смертей от отравления грибами. 

Уже из предыдущей новости слушатели поняли, насколько важен в современных исследованиях искусственный интеллект. Следующая новость от Богдана Проценко, лаборанта-исследователя Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ, была из этой научной сферы.  Google представил нейросеть для решения задач по геометрии олимпиадного уровня. Харизматичный спикер с иронией отметил, что действительно сложную задачку международного уровня нейросеть решит чуть глупее, чем олимпиадник-международник, ведь «универсальный помощник» лишь обрабатывает «слои» информации, предсказывая следующее слово и минимизируя ошибки.

«Очень умная яндекс-балаболка! Alpha Geometry умеет доказывать простые вещи через простые теоремы евклидовой геометрии. Если у неё не получается, она применяет свою символьную часть, выполняя дополнительные построения. 26-27 задач из 30 – потрясающий результат, который показывает нейросеть», — отметил спикер.

Для достижения такого эффекта разработчики использовали сразу две нейросети. Первая похожа на большую языковую модель и используется для поиска закономерностей и генерации идей. Вторая нейросеть принимает решения, проверяет гипотезы и формирует итоговое доказательство. С помощью такого разделения обязанностей исследователи попытались имитировать творческий и аналитический подходы к решению задач.

Алексей Боровик, кандидат физико-математических наук, эксперт ИЦАЭ, рассказал про новость из области атомной энергетики. По словам спикера, эта отрасль развивается уже 70 лет по пути, заданному отцами-основателями. Создание замкнутого топливного цикла на базе быстрых реакторов сможет решить основные проблемы современной тепловой атомной энергетики, связанные с хранением и утилизацией радиоактивного топлива и отходов. Реакторы на быстрых нейтронах позволяют использовать весь энергетический потенциал урана, тем самым обеспечивая атомную энергетику топливом на тысячелетия.

Новость про исследование человеческого мозга от Татьяны Сердюк, кандидата биологических наук, нейробиолога, начальника отдела академической мобильности Донского государственного технического университета, стала завершающей. Человеческий мозг состоит из 86 миллиардов нейронов и такого же количества ненейрональных клеток. Группы учёных из разных стран создали подробный «атлас» мозга приматов, на котором указано, где расположены 3300 типов клеток и какие они выполняют функции. В чём польза исследования: даже фрагменты атласа позволяют ответить на вопросы, как функционируют разные клетки и какие из них могут служить мишенями при лечении различных заболеваний.

«Сегодня побывала на интереснейшем мероприятии от ИЦАЭ — устном журнале «Язык Эйнштейна». Все спикеры – настоящие профессионалы не только в своей области, но и в умении грамотно и лаконично подать материал. Очень приятно видеть огонь в глазах людей, которые рассказывают об открытиях, двигающих человечество вперёд. Особенно мне запомнилась новость про гравитационные волны нанометровой длины, пронизывающие Вселенную. Очень надеюсь, что скоро смогу приложить руку к новым удивительным открытиям в астрофизике. Было также очень приятно получить книгу про космос за вопрос спикеру», — поделилась впечатлением от мероприятия будущий астрофизик Анастасия Чумакова.

«Язык Эйнштейна» — один из постоянных форматов ростовского ИЦАЭ. Учёные из самых разных сфер обсуждают последние новости науки.