Бактерии — наиболее густонаселённые организмы на нашей планете. С помощью генетических вариаций, которые обеспечивают их возможностями, необходимыми для выживания, они адаптируются к различным способам обитания, и следовательно, процветают практически во всех известных нам окружающих средах, сообщает «WordScience.org».

Как считают учёные, эти генетические инновации возникают вследствие случайной мутации и обмена генами, а иногда и частями ДНК между бактериями — процесс, который иногда даёт преимущество, и который становится неотъемлемой частью генома.

Но само распространение мутации, в ходе которого происходит передача генов от одной бактерии к другой, является открытым научным вопросом.

Самостоятельно ли распространяется ген от одной бактерии к другой, содержащий выгодную мутацию? Или же человек получает единственный ген, а затем копирует его много раз для формирования нового и лучше адаптированных генов? Противоречивые доводы подходят к обоим

В статье журнала «Science», появившейся 6-го апреля 2012-го года, исследователи Массачусетского технологического института Департамента гражданской и экологической инженерии (MIT’s Department of Civil and Environmental Engineering) дали чёткое объяснение тому, что передача выгодной мутации может передаваться самостоятельно. Исследование урегулировало ранние противоречивые доказательства, показывая, что после зачисток этих генов, рекомбинация между штаммами бактерий из различных групп популяций становится намного меньше, что приводит к образцу генетического разнообразия, напоминающий клоновую популяцию.

Это означает, что в процессе эволюции данные бактерии очень похожи на эукариотов (которые не передают геном в целости и сохранности своему потомству), и осуществляют только единственный метод развития, подразделяющийся на две основные Земные формы жизни: прокариоты и эукариоты.

Результаты также позволили добраться до сути другого научного вопроса: как разграничить виды бактерий и определить, можно ли отнести термин «вид» к бактериям, которые, как правило, идентифицируются, как экологическая популяция, а не вид. Если все бактерии в популяции являются клонами от общего предка, то идея разновидностей не может применяться. Но если, как показывает новое исследование, гены случайно распределяются между людьми, то, естественно, это может привести к новой, экологически специализированной популяции и тогда применение термина может быть оправдано.

«Мы обнаружили, что дифференцирование между популяциями было ограничено несколькими небольшими участками в геноме», — говорит Эрик Альм, профессор гражданской и экологической, а также и биологической инженерии.

Со-ведущий исследователь проекта профессор Центральной и Восточной Европы Мартин Полз добавил: «Аналогичные тенденции наблюдались и у животных, но мы не ожидали увидеть их у бактерий».

Как заметили исследователи, процесс экологического дифференцирования бактерий подобен тому, что наблюдается у москитов — переносчиков малярии. С помощью одного гена некоторые популяции развили у себя устойчивость к малярии, в то время как другим группам, разделяющим ту же среду обитания, этого сделать не удалось.

«Несмотря на то, что источники генетического разнообразия между бактериями и эукариотами весьма различны, процессы, посредством которых происходит распространение адаптивного разнообразия, тем самым вызывая экологическую дифференциацию, кажутся очень похожими», — говорит доктор философии Джесси Шапиро, кандидат в Гарвардском университете (Harvard University).

Исследователи провели работу, в ходе которой они использовали 20 полных геномов бактерий «Vibrio cyclitrophicus», которые недавно разделились на две экологические популяции, приспособленные к местообитанию, где содержаться различные типы зоопланктона, фитопланктона и некоторых органических частиц в морской воде. В предыдущем исследовании, основанном на нескольких генов-маркеров, они предсказывали, что в процессе развития популяция «Vibrio» была тесно связана с окружающей средой.

Новое исследование показывает, что эти две популяции часто смешивались в процессе генетической рекомбинации, оставаясь генетически отличными в горстке экологически приспособленных генов с увеличивающейся тенденцией к разделению гена в пределах, а не между средами обитания.

«Генетическая основа экологической дифференциации бактерий позволит нам определить все нужные нам процессы — на мой взгляд это самая большая проблема в современной микробной экологии», — говорит У. Форд Дулиттл, почётный профессор биохимии в Делхасийском университете (Dalhousie University).

Со-авторы статьи: аспирант Массачусетского технологического института Джонатан Фридман, пост-докторат Отто Кордеро и Сара Прехейм, аспирант Соня Тимберлейк и Гита Сабо из Венского университета (University of Vienna).

Данное исследование финансировалось Национальным научным фондом Гордона и Бетти Мур (Gordon and Betty Moore Foundation).

Текущее противоречие, бушующее в эволюционной биологии, о том, является ли адаптация к новой среде результатом с большим количеством генов, каждый из которых относительно с небольшим эффектом, или нескольких генов, дающих большой эффект. Новое исследование, опубликованное в области молекулярной экологии решительно поддерживает первую гипотезу, сообщает «WordScience.org».

Профессор университета Макгилла (McGill University) Эндрю Хендри, из Департамента биологии, «Redpath Museum» и кафедры эволюционной генетики в Базельском университете (Basel University) в Швейцарии, изучал, как трёхиглая колюшка адаптировалась к окружающей среде озера в Британской Колумбии, Канада. Авторы использовали ультрасовременные геномные методы для проверки генетических различий тысячей позиций («локусы»), разбросанных по всему геному колюшки. Были обнаружены очень большие генетические различия между колюшкой обитающей в озере и ручьях. Более десятка локусов — это значительно больше, чем ожидалось в соответствии с альтернативным «несколько большими» гипотезами.

Изучив четыре независимо эволюционировавшие пары колюшки, исследователям удалось показать, что увеличение расхождения между популяциями создавали генетические различия.

Поскольку эти результаты были получены, используя новые генетические методы с высокой разрешающей способностью, возможно, что предыдущее восприятие адаптации (по сути генетически простой процесс), является немного неточным результатом предыдущего геномного метода с более низким разрешением, при котором сообщалось, что адаптация это весьма сложный процесс.

«Я подозреваю, что всё больше и больше исследований, использующих эти методы, могут выдвинуть мнение, что адаптация является сложным процессом, который включает в себя множество генов, распространившихся в самых разных местах генома», — говорит профессор Хендри.

Наблюдения, производимые из двух космических обсерваторий Европейского космического агентства обеспечивает многоступенчатым представлением о таинственной галактике «Центавр A» (Centaurus A), сообщает «WordScience.org».

Новые образы, полученные с рентгеновского спутника космической обсерватории «Herschel» и «XMM-Newton», раскрывают некие представления об энергетических процессах, происходящих в её ядре.

На протяжении 12 миллионов световых лет «Центавр, А» является самой ближней большой эллиптической галактикой к «Млечному Пути». Данная находка была необычной, поскольку вскоре после её открытия в 19-ом веке, были обнаружены толстые слои пыли, окружающие её центр — это и является необычной особенностью для эллиптических галактик. Но, только спустя век стала известна истинная природа галактики.

Происхождение её ядра — это две массивные струи материала, протекающих от чёрной дыры в центр «Центавра, А». При наблюдении с помощью радиотелескопов стало известно, что струи простираются до миллиона световых лет, хотя результаты «Herschel» и «XMM-Newton» были сосредоточены на внутренних областях.

«Центавр, А — самый близкая галактика с массивными струями, которые исходят с центра чёрной дыры», — пояснил профессор Кристин Уилсон из Мак—Мастерского университета (McMaster University — Канада), а также ведущий исследования «Centaurus». «Наблюдения с помощью „XMM-Newton“ и телескопов позволили изучать эффекты длинных волн производимые на галактику и её окрестности».

Сильные радиоизлучения, вызванные движениями электронов, проходят со скоростью близкой к световой, через сильное магнитное поле с такой яркостью, что струи видны на ИК-изображениях из «Herschel Space Observatory». Свидетельство пыльного витого диска вблизи центра галактики, также заметно на изображениях в этой же обсерватории.

Эта странная форма является убедительным доказательством того, что в далеком прошлом «Центавр» испытал столкновение с другой галактикой. Столкнувшиеся галактики сформировали искривлённые диски. Такие столкновения часто приводят к образованию оболочек в виде колец из газа и пыли. «Центавр, А» не является исключением. Наблюдения уже дали подтверждения о наличии двух мест скопления пыли.

Наблюдения «Herschel» уже подтвердили наличие скоплений пыли, которые выстроены в одну линию с массивными струями.

«Очевидное выравнивание скоплений пыли со струями, похоже, космическое совпадение. Кажется, что пыль возникла от одной из столкнувшихся галактик», — объясняет доктор Робби Аулд из Кардиффского университета (Cardiff University).

В рентгене отчётливо видно влияние двух массивных струй. Показывая наличие очень горячего газа, изображения с «XMM-Newton» ясно показывают оси одной из струи. В то время, как другая струя не замеченная «XMM-Newton» — это газ, нагретый до очень высокой температуры и создающий яркий рентгеновский свет.

«XMM-Newton, как раз таки подходит для обнаружения слабого рентгеновского излучения, тем самым позволяя нам увидеть гало вокруг галактики», — отмечает Норберт Шартель. Массивная чёрная дыра в центре галактики, также оказывает влияние на её окружение. Материал вокруг неё светится ярко в рентгеновских лучах, но «Herschel» определил очевидный дефицит пыли в нескольких тысячах световых лет от чёрной дыры.

«Это может быть связано с интенсивным рентгеновским излучением уничтожающем крошечные частицы пыли, или из-за деформированного кольца пыли, влияющего на формирование звёзд», — говорит профессор Уилсон. «В любом случае, «Центавр А» — это идеальное место для изучения экстремальных процессов, которые происходят вблизи сверхмассивных чёрных дыр».

Исследователи заявили, что доза углеродных нанотрубок, более чем в 2 раза увеличивает темпы роста клеток растительных культур — применяемых на производстве, начиная от жизненно важных лекарств до подсластителей для красителей и духов, сообщает «WordScience.org».

Это исследование, опубликованное в журнале «ACS Nano», впервые показывает, что углеродные нанотрубки способствуют разделению и повышению роста растительных клеток.

Мария Ходаковская (Mariya v. Khodakovskaya) и её коллеги рассказывают о предыдущих исследованиях, которые показали, что так называемые многослойные углеродные нанотрубки (MWCNTs) могут проникать через толстые покрытия семян, стимулировать их прорастание и стимулировать рост некоторых растений. «MWCNT» — настолько маленькие пучки чистого углерода, что в точку, стоящую в конце данного предложения их может вместиться больше тысячи. Эти находки имеют потенциал для трансформации методов ведения сельского хозяйства в ближайшем будущем и дают ответы на некоторые из наиболее серьёзных проблем, связанных с ростом и развитием растений», — утверждают учёные.

Новое исследование сосредоточено на том, как влияет «MWCNT» на рост клеток табачных растительных культур. Растительные клетки многих видов растений, выращенных в крупных промышленных ваннах, находят широкое применение в производстве медицинских препаратов, коммерческих продуктов и оборудования для сельского хозяйства. Учёные обнаружили, что небольшое количество «MWCNT» увеличивает активность генов, вовлечённых в рост клеток. Также, «MWCNT» может активировать каналы, которые транспортируют воду в клетки, помогая клеткам быстрее расти и делиться.

Данное исследование финансировалось «EPSCoR Center for Plant-Powered Production» и «Arkansas Science & Technology Authority».

Сжимая пористое твёрдое тело, учёные неожиданно заставили его полость открыться шире, при этом впуская и захватывая в ловушку ионы европия, сообщает «WordScience.org». Учитывая сходство между ионами европия и урана, команда учёных из в университета Южной Каролины (University of South Carolina), Йонсейского университета (Yonsei University — Южная Корея) и Стэнфордского университета (Stanford University), считает, что данное открытие может представлять собой новый перспективный путь по переработке ядерных отходов.

Основное внимание в их работе пало на натролит, один из многих примеров алюмосиликатных минералов из группы цеолитов, которые имеют крошечные, с одинаково расположенными по расстоянию порами. Цеолиты имеют более, чем 100 различных форм и состав каждого варианта определяет размер полости и следовательно, виды молекул и ионов, которые могут быть сохранены, или исключены из их пор.

В результате, цеолиты могут разделять и сортировать химические соединения: если добавить в раствор, содержащую смесь ионов, они могут выборочно сохранять только те ионы, которые могут поместиться в их поры.

Авторы основываются на ряде исследований, которые демонстрируют, как установить контроль над «гостями», которых цеолиты будут держать в своей полости. Команда использует решение, которое используется довольно редко для контроля размера полости: давление.

Работа с натролитом, природным цеолитом с «2:03:10» отношение «Al:Si:O» в рамках, команда сообщила в «Angewandte Chemie», что им удалось уговорить трёхвалентные «Eu3+» ионы на обмен с «К+» ионами в наноразмерных порах материала. После того, как давление было приостановлено, иммобилизованные ионы оказывались в ловушке.

«Что касается натролита, люди всегда говорили, что вы невозможно получить «Eu3+» в его пределах. Но под давлением, это возможно», — сказал Томас Фогт (Thomas Vogt), один из соавторов, профессор на кафедре химии и биохимии в колледже искусств и естественных наук Университета Южной Каролины.

Результат парадоксален в том, что гидростатическое давление применяемое в клетке алмазной наковальни, как правило превышает 1 Гпа (больше чем 10,000 атм) — это и может заставить поры в пределах натролита расширяться в объёме. «По существу, это открывает «окно» для увеличенных ионов, чтобы мигрировать в поры и оказаться там запертыми в ловушке, после сброса давления», — сказал Вогт.

Обмен ионов европия даёт обещание для предприятий по переработке ядерных отходов. «Радиус Eu3+ = 108,7 пиктометров, которая близка к 103 пиктометрам U4+», — сказал Вогт. «Мы доказали, что можем обмениваться Eu3+ на K+. Этот разновалентный обмен заменяет 90% калия».

Помимо этого, Фогт считает, что изучение поведения натролита под давлением может оказаться полезным для учёных, исследующих внутренние работы земной коры. «Мы создали картину того, как оказание давления приводит к не-интуитивному увеличению объёма и даже к поглощению воды», — сказал он. «Всё это — обычные материалы в земной коре. Минералогия, тектоника… — есть много областей, где данное открытие может представить особый интерес», — закончил Фогт.

Поскольку спутник «ESA Envisat» отмечает десять лет в орбите, он продолжает наблюдать за отступлением одного из шельфовых ледников Антарктиды в связи с потеплением климата, сообщает «WordScience.org».

Одним из первых наблюдений спутника после его запуска, произошедшего 1-го марта 2002-го года, был распад основной части ледника «Larsen B» от шельфа Антарктиды. В связи с механической неустойчивостью ледяных масс, вызванной потеплением климата, в течение нескольких дней распалось 3200 кв. км льда.

И только теперь, спустя 10 лет изнурительных наблюдений «Envisat» с использованием «Advanced Synthetic Aperture Radar» (ASAR) удалось обнаружить дополнительные потери в области «Larsen B».

Шельфовый ледник «Larsen B» представляет собой серию из трёх уровней — А (самая маленькая), B (средняя) и C (самая большая). Они пролегают с севера на юг вдоль восточной части Антарктического полуострова.

В январе месяце 1995-го года «Larsen» распался. «Larsen C» до сих пор являлся стабильным, но спутниковые наблюдения показали, что продолжительное истончение и заметное увеличение таяния приходится на летнее время года.

«Шельфовые ледники очень чувствительны к атмосферному потеплению, изменениям океанских течений и даже к их температуре», — сказал профессор Хельмут Ротт из Инсбрукского университета (University of Innsbruck).

«Северный Антарктический полуостров стал предметом атмосферного потепления (около 2,5 ° C) в течение последних 50-ти лет — сильная тенденция к потеплению вызывает разрушения шельфовых ледников». «Envisat» уже превысил свой запланированный срок. Но он планирует, по крайней мере ещё два года наблюдать за ледяной шапкой Земли, а также за сушей, океанами и атмосферой.

Это гарантирует непрерывность важных наблюдений за Землёй до тех пор, пока в 2013-ом году новое поколение спутников «Sentinels» (Стражи) не продолжат уже начатую своим предшественником работу.

«Долгие систематические наблюдения имеют особое значение для понимания и моделирования криосферы», — сказал профессор Ротт.

«Климатические модели предсказывают резкое потепление в пределах высоких широт. Наблюдения «Envisat» за шельфовыми ледниками «Larsen» подтвердили уязвимые места в шельфовых ледниках при потеплении климата.

«Эти наблюдения очень важны для оценки поведения гораздо больших ледников Западной Антарктиды, особенно если потепление будет продвигаться на юг».

Такие радары, как «ASAR Envisat» являются особенно полезными для мониторинга полярных местностей, поскольку они могут получать изображения даже сквозь облака и мрак.

«Sentinels» же разрабатывается в Европе, как часть глобального мониторинга для окружающей среды и безопасности (GMES) и будет продолжать наследие радиолокационных наблюдений.

Сегодня экосистемы сталкиваются с различными угрозами от изменения климата до инвазивных(агрессивных) видов, посягающих на цивилизацию, сообщает «WordScience.org». Если мы хотим защитить эти системы и виды, живущие в них, то прежде всего мы должны понять их. Это является чрезвычайно трудной и трудоёмкой задачей, учитывая бесконечное число экосистем, каждая из которых со своей сложной динамикой и отношением.

Но что, если бы мы могли определить самых влиятельных особей («краеугольного камня») в той или иной пищевой цепочке, без которых рухнет вся экосистема? А что, если мы могли бы предсказать, какие изменения в одной экосистеме будут влиять на её разновидности организмов?

Исследователи из Северо-Западного университета (Northwestern University) совместно с партнёрами из университета Кентербери в Новой Зеландии и испанским научным советом заявили — «мы можем предсказать!». Их исследования показали общность ролей всех видов в пищевых цепочках, которые могут иметь по всему миру ключевые значения для сохранения экологических сообществ.

Данный материал, названный «Эволюционное сохранение видов в пищевых цепочках» был опубликован 23-го марта 2012-го года в журнале «Science».

Изучая роль, в которой играют 32 вида экологических сообществ, исследователи обнаружили, что роль разнообразия и значение в пищевой сети не зависят от географического положения. И тем не менее, значение вида зависит от его типа и эволюционной истории.

«Например, серый волк является одним представителем вида краеугольного камня», — сказал Ирмэк Сирер, аспирант в лаборатории «Luis Amaral», профессор химической и биологической инженерии в Маккормике. «Когда на протяжении 70-ти лет волки исчезали из Йеллоустонского национального парка, широкий спектр разновидностей достиг нижнего предела. А в 1995 году ивы, певчие птицы, бобры и другие виды вдруг вновь стали расцветать».

«Основываясь на нашем исследовании, мы понимаем, что другие виды с подобной эволюционной историей волка, занимают одинаково важную роль в цепочке, даже если они находятся на другом континенте», — добавил Сирер. «Также мы понимаем, что они должны находиться под защитой, во избежание дальнейшего экологического ущерба».

Авторы сравнивали виды, обитающие в Новой Зеландии с их близкими родственниками, обитающими в других местах. «Мы склонны думать, что экосистемы из Новой Зеландии полностью отличаются от своих зарубежных сородичей», — сказал ведущий автор Даниэль Стуффер, исследователь из Университета Кентербери, получивший докторскую степень в области химической и биологической инженерии.

И всё же, исследователи обнаружили, что один вид из таксономической группы в Новой Зеландии, как правило, является наиболее важным и в других странах, и его роль может оказать важнейшее значение в ходе эволюции.

Эти знания позволяют защитникам окружающей среды сосредоточить свои усилия на наиболее важных частях экосистемы, а также предсказать угрозу, подстерегающую определённого вида.

Согласно исследованиям «U. S. Department of Energy’s Argonne National Laboratory» опубликованным в журнале «Science», на самом деле, первые дни нашей Солнечной системы могли выглядеть совсем иначе, чем считалось ранее, сообщает «WordScience.org». Чтобы определить период полураспада самария — один из изотопов, используемых в развития Солнечной системы, в исследовании были использованы более чувствительные инструменты.

«В качестве формирования планет за короткий промежуток времени это сокращает хронологию ранних событий в Солнечной системе», — сказал физик Майкл Пол. «Это также означает, что некоторые из самых древнейших скал на Земле, могли быть сформированы ещё раньше — примерно через 120 миллионов лет после образования Солнечной системы появились скалы Гренландии».

Согласно современной теории, в нашей Солнечной системе всё формируется из звёздной пыли. Часть этой пыли была сформирована вследствие гигантских сверхновых взрывов, которые образовали множество тяжёлых элементов, одним из которых является изотоп самария-146.

Самарий-146, или «Sm-146», является неустойчивым, а иногда и испускает частицу, которая преобразует атом в другой элемент. Используя технику радиоуглеродного датирования, учёные могут вычислить, как давно был создан «Sm-146». Поскольку «Sm-146» распадается очень медленно, порядка нескольких миллионов лет, многие исследователи используют его для определения возраста Солнечной системы.

Количество лет, необходимых для уменьшения изотопа вдвое, называется периодом полураспада Так, как «Sm-146» излучает частицы очень редко, для измерения периода его полураспада требуется очень сложное устройство.

«Argonne Tandem Linac Accelerator System» или «ATLAS» применяемый для исследования структуры атомов является как раз подходящим инструментом. «Для «ATLAS», который используется в качестве масс-спектрометра, очень тяжело выбрать один атом „Sm-146“ из нескольких десятков миллиардов атомов», — сказал управляющий объектом и принимающий участие в исследовании физик Ричард Пардо.

Подсчитав атомы «Sm-146» при помощи «ATLAS» и отследив частицы, которые испускает образец, команда пришла к новому расчёту его полураспада — всего 68 миллионов лет.

Это значительно меньше, чем значение, которое было принято раньше, а именно 103 миллиона лет.

Новое значение исправляет некоторые бреши в нынешнем понимании. «Новые временные шкалы теперь стали соответствовать недавней датировке, взятой из лунной породы, а также лучше согласуются с датами, полученными на других хронометрах», — сказал Пол.

Исследования были опубликованы в «Science». В команду учёных входили: Кэтрин Дейбель, Брэд Диджиовайн, Джон Грин, Дэйл Хендерсон, Cheng Цзян, Скотт Марли, К. Эрнст Рем, Роберт Скотт, и Ричард Вондрэзек.

Работа выполнена при поддержке «DOE Office of Science» и «Japan Society for the Promotion of Science».

Согласно исследованиям учёных из университета Британской Колумбии (University of British Columbia), молодые мужчины, которые подвергались сексуальному насилию, имеют в 5 раз больше шансов поменять свою ориентацию, по сравнению с теми, кого миновала эта опасность, сообщает «WordScience.org».

Подвергнутые в прошлом сексуальному насилию мальчики, в будущем имеют в 3 раза больше шансов обрести несколько половых партнёров и скорее всего в 2 раза чаще будут заниматься незащищённым сексом.

В исследовании, опубликованном «UBC» в июне месяце 2011-го года в «Journal of Adolescent Health’s», исследуется связь между сексуальным насилием и опасным сексуальным поведением, сосредоточив внимание на трёх факторах: подростковая беременность, несколько сексуальных партнёров и незащищенные сексуальные контакты.

Исследователи проанализировали 20 опросов, которые проводились среди канадских и американских подростков, сделанные в течение последних двух десятилетий. Проведённые в период между 1986-ым и 2011-ым годах исследования прошли анонимно более, чем 40000 американских школьников (парней), в том числе из таких штатов, как Орегон, Вермонт, Миннесота и Массачусетс.

«Насколько мы знаем, это первое исследование, изучающее силу сексуального насилия, которое повлияло на сексуальное поведение мальчиков», — говорит ведущий автор Юко Хомма (Yuko Homma), доктор философии, закончивший «UBC School of Nursing».

«Наши результаты показывают, что мальчики также подвержены травматическим последствиям сексуального насилия, которые могут привести к инфекциям, передаваемым половым путём».

Хомма советует: «Родители должны разговаривать со своим сыновьям о сексуальном насилии и его предотвращении, как это делают родители девочек. Мальчики могут стесняться рассказать родителям о таких инцидентах, если у их родителей неправильное представление о сексуальном насилии».

Исследователи рекомендуют школам включить программы по профилактике сексуального насилия, а также, чтобы службы здравоохранения выявляли прошлые сексуальные домогательства среди мальчиков и девочек, если таковые имели место быть.

«Мальчики гораздо реже будут с кем-то делиться тем, что они подвергались сексуальному насилию», — говорит соавтор Элизабет Сэйвик, профессор подростковой медицины в «UBC». «Тем не менее, они тоже нуждаются в поддержке и помощи, чтобы справиться с травмой, причинённой сексуальным насилием».

В среднем, около 8% мужчин и 20% женщин в Северной Америке сообщают о сексуальном насилии.

Данная работа выполнена при поддержке «Stigma and Resilience Among Vulnerable Youth Consortium» и финансировалось Канадским институтом исследований в области здравоохранения (Canadian Institutes of Health Research).

Канадский институт исследований в области здравоохранения (CIHR) является Правительственным исследовательским агентством в области здравоохранения в Канаде. Миссия «CIHR» заключается в создании новых научных знаний, более эффективных медицинских услугах, а также в укреплении канадской системы здравоохранения. Состоящий из 13-ти институтов, «CIHR» руководит и обеспечивает поддержкой более, чем 14100 исследователей в области здравоохранения и стажёров по всей Канаде.

Устройства памяти на основе магнита являются одной из основных технологий компьютерной индустрии, но инженеры уже работают над созданием новых форм магнитной памяти, которая будет быстрее, меньше и более энергосберегающей, чем сегодняшняя «Flash» и «SDRAM» памяти, сообщает «WordScience.org».

Команды из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology), университета штата Мэриленд (University of Maryland Nanocenter) и Королевского технологического института (Royal Institute of Technology) в Швеции разработали новый инструмент — метод для обнаружения малейших дефектов в магнитных структурах (всего 1/10 микрометра), даже если рассматриваемая область спрятана в многослойном электронном устройстве.

Методика продемонстрированная на «NIST Center for Nanoscale Technology» (CNST) опирается на работы учёных из университета штата Огайо. Идея состоит в том, чтобы заманить в ловушку спиновые волны — в виде тонкой плёнки. Пойманные в ловушку спиновые волны предоставляют учёным новый мощный инструмент для неразрушающего измерения свойств магнитных материалов и поиска наноразмерных дефектов, которые могут вызвать сбои памяти, особенно в многослойных магнитных системах, таких как типичный жёсткий диск, где дефекты могут быть спрятаны изнутри.

Согласно «NIST» исследователю Robert McMichael, когда намагничивание материала оставлено в покое, оно походит на поверхность водоёма в безветренный день. Пруд состоит из небольших магнитных моментов, которые прибывают с квантово-механическими электронами. Стоит только провести по поверхности пруда куском коряги, в данном случае микроволны, как поверхность начнёт рябить (спиновые волны начнут толкать друг друга).

«Хитрость состоит том, чтобы настроить микроволны на частоту в непосредственной близости от полосы, где спиновые волны начнут распространяться — за исключением возле магнитного наконечника», — говорит McMichael. «Это похоже на замёрзший пруд, за исключением небольшой проделанной лунки, с которой мы можем работать для проверки магнитных свойств в различных её районах».

В ловушке, спиновые волны создают дефекты в материале и этот эффект позволяет дефектам расположиться на расстоянии в 100 нанометров друг от друга.

Предыдущие работы показали этот же эффект в магнитных спинах, ориентированных перпендикулярно к магнитной поверхности плёнки. Это означает, что отдельные спины сильно связаны со своими соседями, которые ограничивают разрешение. Новое исследование располагает дополнительными функциями — не тесно связанные магнитные спины выстраиваются друг с другом в одну линию. Эта структура не только показывает, сколько магнитных устройств будет структурировано, но и позволяет создать более жёсткую фокусировку и более высокое разрешение.