Найти в Дзене
Евгений протонович

Нейтроны в действии

Исследователи Боннского университета Томас Энглер и Ян Цзу-Жуэй решили воспользоваться нейтронной томографией в мюнхенском Исследовательском центре им. Хайнца Майера-Лейбница для изучения ценнейшей палеонтологической находки — яиц динозавров, обнаруженных в Китае в 2006 году. Ее уникальность заключается в том, что в одном гнезде были найдены сразу три яйца, с зародышами на различных стадиях развития. Это выяснили с помощью рентгена, однако он не дал возможности рассмотреть детали. В Германию яйца доставили для того, чтобы с помощью нейтронов под руководством доктора Малгожаты Маковской увидеть, что у них внутри, и построить трехмерные изображения содержимого. Другим примером применения нейтронов для изучения древностей может служить работа Маковской на той же установке по исследованию черепа штекелерии — слегка похожего на носорога животного, жившего 230 млн назад, в триасовом периоде. Считается, что такие животные воспринимали звук с помощью небольшой косточки на нижне
Исследователи Боннского университета Томас Энглер и Ян Цзу-Жуэй решили воспользоваться нейтронной томографией в мюнхенском Исследовательском центре им. Хайнца Майера-Лейбница для изучения ценнейшей палеонтологической находки — яиц динозавров, обнаруженных в Китае в 2006 году. Ее уникальность заключается в том, что в одном гнезде были найдены сразу три яйца, с зародышами на различных стадиях развития. Это выяснили с помощью рентгена, однако он не дал возможности рассмотреть детали. В Германию яйца доставили для того, чтобы с помощью нейтронов под руководством доктора Малгожаты Маковской увидеть, что у них внутри, и построить трехмерные изображения содержимого.
Яйца динозавра. Фото: Wenzel Schürmann / TUM
Яйца динозавра. Фото: Wenzel Schürmann / TUM

Другим примером применения нейтронов для изучения древностей может служить работа Маковской на той же установке по исследованию черепа штекелерии — слегка похожего на носорога животного, жившего 230 млн назад, в триасовом периоде. Считается, что такие животные воспринимали звук с помощью небольшой косточки на нижней челюсти, но у исследуемого объекта, напротив, подобная косточка очень массивна. Что это — атавизм или она была частью слухового органа? С помощью нейтронной томографии построили компьютерную трехмерную модель черепа, достаточно детальную, чтобы найти биологи смогли поискать ответ на вопрос.

Нейтронная реконструкция черепа штекелерии и сам череп (справа). Фото: Malgorzata Makowska, Michael Laaß, Ingmar Werneburg
Нейтронная реконструкция черепа штекелерии и сам череп (справа). Фото: Malgorzata Makowska, Michael Laaß, Ingmar Werneburg

Источник FRM II принадлежит к числу реакторных источников. Работает он так. Из атомного реактора выводится пучок нейтронов. Они бьют по урановой мишени, вызывая реакцию деления и порождая существенное количество новых нейтронов, которые и служат рабочим инструментом исследователя.

Исследователи компании Synthelis SAS, Гренобльского университета и Института Лауэ и Ланжевена впервые изучили работу мембранного белка p7 вируса гепатита С в естественной среде и в реальном времени. Этот белок играет ключевую роль в механизме заражения вирусом, но до тех пор оставался малоизученным. С помощью нейтронного рефлектометра FIGARO в Институте Лауэ и Ланжевена, где установлен мощный нейтронный источник, удалось с разрешением в нанометры увидеть структуру белка p7 после его закрепления на липидном бислое, который изображал мембрану клетки. По словам управляющего директора Synthelis Бруно Тиллиера: «Нейтроны оказались главными в этом проекте, так как нам нужно было изучить структуру белка p7 в его естественной среде. Теперь мы можем использовать этот метод для изучения других мембранных белков в липидном бислое». Не исключено, что новое исследование поспособствует развитию вакцины от вируса.

Вирус гепатита С прикрепляется к клетке.
Вирус гепатита С прикрепляется к клетке.
Аргонская национальная лаборатория Минэнерго США воспользовалась нейтронами для исследования коррелированных электронных структур в металлах. Обычно электроны в металле не связаны друг с другом, однако есть некоторые вещества, где связи между ними слишком сильны, чтобы можно было их игнорировать, — в этих веществах возникают коррелированные электронные системы. Их стабильность зависит от температуры.
Нейтронные снимки отлично совпадают с расчетными изображениями.
Нейтронные снимки отлично совпадают с расчетными изображениями.