Фильм из жизни электронов

С помощью "адаптивной" оптики астрономам удалось заглянуть в центр нашей Галактики и найти доказательства существования там сверхмассивной черной дыры.

Хитрые РНК и нестойкий парфюм нейтрино

Первым и самым главным достижением уходящего года названа целая группа работ разных авторов, посвященная роли РНК. До недавнего времени считалось, что у РНК есть только одна, хотя и очень важная, функция - прочитать инструкции, записанные в соответствующем гене ДНК, и на их основании построить соответствующий белок. Теперь обнаруживается целый класс так называемых микроРНК, которые, как выясняется, могут вдобавок включать и выключать ген и даже менять содержимое генома. Значит, биологам придется пересмотреть свое понимание клетки и ее эволюции, одновременно у них появляется новая возможность искать методы лечения таких, например, болезней, как рак, которые возникают из-за ошибок в геноме.

Второй по важности прорыв, по мнению экспертов журнала, относится к физике элементарных частиц. В 2002 году силами международной команды, работающей на нейтринном телескопе в Садбери (Канада), наконец-то разрешена тайна солнечных нейтрино, вот уже три десятилетия не поддававшаяся разгадке.

Напомним, если кто подзабыл: начав регистрировать нейтрино, рождающиеся в недрах Солнца, физики, к своему удивлению, обнаружили, что этих нейтрино в три раза меньше, чем должно быть. Получалось, что либо их представления о физике мира не соответствуют действительности, либо по пути от Солнца к Земле они превращаются во что-то другое. Есть три вида нейтрино, отличающиеся друг от друга квантовой характеристикой по названию "аромат", - электронные, мюонные и тау-нейтрино. Регистрировать на сегодня мы умеем только электронные, остальные из нашего поля зрения ускользают. Физики предположили, что электронные нейтрино по пути к Земле успевают сменить свой аромат, но это было бы возможно только в одном-единственном случае - если бы нейтрино имело массу. Последнее предположение долгое время выглядело как ересь - ведь нейтрино с самого начала было принципиально безмассовым.

Существовать и не иметь массы звучит абсурдно только для людей без специального физического образования, мозг же физика привык к разного рода абсурдам. И вот в феврале появляются последние известия из Садбери - духи у нейтрино очень нестойкие, и частицы эти действительно могут менять свой аромат куда быстрее, чем за 8 минут, требующиеся на дорогу от светила к нашей планете.

Третий по важности прорыв - в геномике. Были расшифрованы геномы малярийного комара, малярийного паразита Plasmodium Falciparum и двух самых распространенных в Азии сортов риса. Для чистой науки это, возможно, ничего особенного не дает, но вот прикладные ее аспекты жизненно важны для большей части развивающихся стран. Становятся возможными победа над малярией и, что не менее важно, над голодом.

На четвертое место попало обнаружение космического излучения, оставшегося сразу после Большого взрыва.

Посчитали даже время, когда это излучение излучилось, - спустя всего 400 тысяч лет после оного. Микроволновый телескоп "Сosmic Background Imager", установленный в Чили, умудрился зарегистрировать структуру этого излучения с такими мелкими деталями, которые раньше были просто немыслимы.

На пятое место почему-то поставлена работа, объясняющая, почему острые блюда на вкус кажутся горячее пресных и почему ментол вызывает ощущение холода. Ученые обнаружили во рту человека белки, прикрепленные к клеткам кожи, которые реагируют одновременно и на "химические" запахи, и на изменения в температуре. Поэтому определенные запахи вызывают у человека ощущение холода или жара.

Шестой по счету прорыв действительно интересен. Используя сверхкороткие лазерные импульсы, ученые умудрились снимать фильмы про жизнь электронов, летающих вокруг ядра. Длительность импульсов потрясает. Это аттосекунды - миллиардная часть миллиардной части секунды, раньше о такой краткости даже и не мечтали. С помощью этой техники можно видеть, как электрон уходит с одного энергетического уровня на другой.

Достижение номер семь - технологии, позволяющие компенсировать влияние земной атмосферы на остроту зрения телескопов. В результате из-за телескопов на Гавайях и в Чили были получены космические снимки невероятной четкости. Так, с помощью "адаптивной" оптики астрономам удалось заглянуть в центр нашей Галактики и найти доказательства существования там сверхмассивной черной дыры. Удалось также наблюдать за вулканическим извержением на спутнике Юпитера Ио и получить сверхчеткие изображения солнечной поверхности - все это, заметьте, с Земли.

Восьмой номер - глазные клетки. Точнее, открытие светочувствительных клеток в сетчатке глаза млекопитающих. Эти клетки, как полагают исследователи, могут переустанавливать "циркадные", или ежедневные, внутренние часы человека.

На девятом месте стоит что-то совсем уже непонятное - криоэлектронная томография. Это технология, позволяющая получать трехмерные изображения мгновенно замороженной клетки и наблюдать за тем, как в ней протекают основные жизненные процессы.

Наконец, десятый номер - обнаружение самого древнего гоминида, которое грозит поставить с ног на голову (или наоборот) все наши представления о человеческой эволюции. В начале года появилось сообщение, что неподалеку от озера Чад антропологами был обнаружен череп примата возрастом около 6-7 миллионов лет, то есть на 3 миллиона лет старше, чем любой другой череп гоминида, обнаруженный до того. Строение черепа указывает на то, что это был человек, а не обезьяна. Сюрпризом также оказалось и место обнаружения. Если кто помнит школьный курс географии, то озеро Чад находится в Западной Африке, а все прежние находки наших древнейших предков обнаруживались на африканском востоке - именно там, считалось до сих пор, и находится колыбель человечества.

Комментарий неспециалиста

Теперь насчет "некоторого удивления", на которое намекнули выше. Второй год подряд в лидеры "сайенс-трофи" вырывается кластер работ, посвященных РНК. Начать с того, что ни в прошлом году, ни в этом сообщения об этом в средства массовой информации так ни разу и не попали. Еще больше удивляет формулировка "прорыва # 1" - и в 2001 году, и в 2002-м достижение генетиков описывалось практически одними и теми же словами.

По всей видимости, произошло вот что. Работы по РНК из упомянутого кластера начали появляться в прошлом году и продолжали появляться в этом. Каждая из работ была слишком специальна, чтобы привлечь внимание прессы, вот мы и прозевали.

Но даже если и так, то с "прорывом # 2" происходит вообще что-то непонятное - о том, что загадка солнечных нейтрино окончательно разрешена, журнал Science сообщает третий год подряд! Сначала это были пионерные работы на японском нейтринном детекторе "Суперкамиоканде", потом - два последних года - канадские исследования на детекторе SNO в Садбери. Причем в десятку лучших в прошлом году и этом году попала одна и та же работа. По имеющимся в редакции сведениям, не исключено, что спустя несколько лет тайна солнечных нейтрино будет опять (еще более окончательно) разрешена.

Ежегодная научная топ-десятка журнала Science аналогов в мире не имеет. Не то чтобы некому предлагать что-то альтернативное, просто никто этим больше не занимается. Мог бы заниматься главный конкурент Science, английский журнал Nature, столь же популярный в научной среде и столь же авторитетный, но он не будет составлять ежегодные топ-десятки даже по приговору суда уже по той причине, что этим занимается Science.

При монопольном праве на оценку жюри становится пристрастным, а выбор - несовершенным. Редакция "НГ" попробовала было составить свою десятку по единственному критерию "интересно - неинтересно". Десять не получилось, получилось четырнадцать. Туда не попали ни РНК, ни нейтрино, ни фоточувствительные глазные клетки, зато попали расшифровка генома мыши, обнаружение океанов воды на Марсе, планируемая операция по пересадке лица, выращивание зубов из стволовых клеток, низвержение мифа о "проклятии Тутанхамона", работы по поискам жизни в океане Европы, спутника Юпитера и многое другое. Мы не публикуем свою топ-четырнадцать только потому, что наш выбор скорее всего еще более субъективен, еще более избыточен и неполон.