10 научных открытий и исследований 2024 года

Наука неустанно движется вперед! Вчерашние инновации, такие как космические путешествия, искусственный интеллект и искусственные суставы, уже стали обыденностью. В то же время современные ученые совершают открытия, которые, кажется, вышли из научной фантастики.

1. Сверхзвуковой пассажирский самолет

В 2024 году российские авиастроители интенсивно работают над созданием нового поколения сверхзвуковых пассажирских самолетов. Этот амбициозный проект предполагает создание научно-технической базы для производства целого семейства новых пассажирских самолетов, включая МС-21, Суперджет-100, Ил-114, Байкал и Ладога.Среди основных задач проекта -разработка высокоэффективных двигателей, систем жизнеобеспечения и снижение шумового и акустического воздействия.

В этой работе активно участвует Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского (ЦАГИ).Разработка ведется в рамках крупного научно-технического проекта и программы научных центров мирового уровня "Сверхзвук".

2. Первый европейский суперкомпьютер Jupiter

Jupiter-первый европейский суперкомпьютер класса экзафлопс,находящийся в стадии разработки. Он будет установлен в Исследовательском центре Юлиха(FZJ) в Германии. Суперкомпьютер будет использоваться для решения самых разных задач-от моделирования климата и погоды до разработки новых медицинских препаратов, исследований в области квантовых вычислений и промышленного дизайна.

Jupiter будет построен на основе специализированной модульной архитектуры, включающей платформу EvidenBullSequana XH3000 и прямое жидкостное охлаждение, что позволит ему гибко выполнять широкий спектр вычислительных задач. Ожидается, что производительность системы превысит один экзафлопс(Эфлопс), что в три раза больше, чем у нынешнего лидера европейских суперкомпьютеров Lumi в Финляндии. При этом общее энергопотребление "Юпитера"составляет всего 18,2 МВт.

3. Конкурент GPT-4 от Google — Gemini

Нейросеть Gemini со 100 триллионами параметров, основанная на модели Gemini Ultra, была выпущена в начале 2024 года и превосходит платную версию ChatGPT Plus по всем показателям, включая MMLU (Massive Multitask Language Understanding). Эта усовершенствованная нейронная сеть обладает рядом выдающихся особенностей:

-Создание текстов: Gemini может создавать тексты, неотличимые от написанных человеком, например стихи, программный код и скрипты.

-Перевод: улучшает многоязычное общение, эффективно переводя текст с одного языка на другой.

-Анализ сложных исторических или философских вопросов: дает полезные ответы на вопросы и демонстрирует глубокие аналитические способности.

Gemini Pro-это промежуточная версия, предназначенная для решения широкого круга задач. В ней можно создавать текст и изображения, задавать вопросы и искать нужную информацию.

4. Универсальная вакцина против рака

Научные группы по всему миру продолжают разрабатывать универсальную вакцину, которая стимулирует иммунную систему распознавать и уничтожать раковые клетки. Клинические испытания показали, что вакцина эффективна против многих видов рака, в том числе рака легких и меланомы.

Современные исследования подтвердили, что некоторые виды рака могут быть связаны с перенесенными инфекциями. Ученые выявили более десяти вирусов и других патогенов, вызывающих рак. Например, вирус папилломы человека (ВПЧ) может вызывать рак шейки матки и опухоли головы и шеи, а гепатиты С и В-цирроз и рак печени.

В Российском научном центре хирургии имени академика Петровского создан первый в стране Референс-центр онкопатологии вирусных и инфекционных заболеваний. Здесь ученые изучают, какие вирусы вызывают опасные заболевания, и разрабатывают стратегии защиты. Есть надежда, что в ближайшее время в России появятся новые противораковые вакцины и иммуномодуляторы нового поколения. Эти противораковые вакцины, содержащие специфические опухолевые антигены, направлены на персонализацию лечения.

5. Разгадка темной материи

По словам специалистов, ученые проведут эксперимент по поиску действия, результаты которого будут опубликованы в 2024 году и приблизят нас к разгадке тайны темной материи. Эта чрезвычайно маленькая частица до сих пор не была обнаружена экспериментально из-за необходимости использовать чрезвычайно чувствительные детекторы и создавать очень сильное магнитное поле.

Что же удалось сделать на сегодняшний день? Космический телескоп "Эвклид" исследует 95 процентов неизвестных частей Вселенной, таких как темная материя и темная энергия. Космический телескоп "Эвклид" анализирует миллиарды галактик за 10 миллиардов лет истории Вселенной. "Эвклид"- самый сложный телескоп, когда-либо построенный в Европе, и один из самых амбициозных проектов в астрофизике. Его способность одновременно наблюдать за большими пространствами, охватывая более трети неба, позволяет получить трехмерную картину распределения темной материи во Вселенной.

6. Стабильное термоядерное горение

Стабильное термоядерное горение обеспечивает чистую и практически неограниченную энергию и может стать решением глобальных энергетических проблем. Управляемый термоядерный синтез обещает стать новым и экологически безопасным источником энергии для человечества. Какие исследования ведутся в этой области?

Российская госкорпорация "Росатом" планирует активно расширять исследования в области термоядерных и плазменных технологий. В частности, планируется модернизировать существующую инфраструктуру и построить новые испытательные полигоны и установки, в том числе токамак с реакторной технологией(ТРТ/ТРТ), который будет введен в эксплуатацию к 2030 году. Кроме того, к концу 2024 года будет завершен первый этап реконструкции термоядерного комплекса ТРИНИТИ, необходимый для подготовки энергетической инфраструктуры для будущих установок TRT.

На протяжении более 70 лет интенсивные и дорогостоящие исследования великих держав в области управляемого термоядерного синтеза разделили научное сообщество на два лагеря с противоречивыми взглядами. Одни сохраняют оптимизм и настаивают на необходимости углубленных исследований, другие утверждают, что их следует прекратить из-за высокой стоимости и сомнительного будущего. Однако аргументы в пользу термоядерного синтеза остаются в силе.Это связано с отсутствием выбросов углекислого газа, низкой радиационной опасностью и возможностью использования практически неисчерпаемых топливных ресурсов.

7. Лекарство от аллергии

В России создали первую в мире вакцину от аллергии. Испытания стартуют этой осенью. С помощью нового препарата, от самых популярных видов аллергии (пыльца, орехи) можно будет избавиться за несколько инъекций. После успешного завершения испытаний, вакцину обещают завезти по российским медучреждениям.

8. Препарат от ВИЧ

Учёные создали препарат, который на 100% защищает людей от ВИЧ-инфекции и предотвращает размножение вируса в организме. Финальная стадия испытаний уже пройдена — инъекция, которую делали дважды в год, на 100% защищала испытуемых женщин. К концу 2024 года закончатся испытания лекарства у мужчин и, если всё пройдёт гладко, два укола в год будет достаточно для полной профилактики ВИЧ. Одна инъекция стоит $21125, но учёные надеются решить вопрос цены.

9. Запуск коллайдера NICA

NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility)-Лаборатория физики высоких энергий имени В.И. Векслера и А.М. Балдина(ЛФВЭ), входящая в состав Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, Московская область. Физика высоких энергий-сверхпроводящий коллайдер протонов и тяжелых ионов, строящийся в ЛФВЭ.

Основная научная цель проекта-изучение фазовой диаграммы сильно сжатой барионной материи, которая спонтанно образуется только в экстремальных астрофизических условиях, таких как нейтронные звезды и ядра сверхновых. В ранних космических условиях наблюдаемая материя имеет крайне низкую плотность барионов, поэтому особенно важно воспроизвести эти условия в лаборатории. Это достигается путем столкновения тяжелых ионов в коллайдере.

Коллайдер NICA открывает новые возможности для изучения частиц и физических процессов в условиях, недоступных для предыдущих экспериментов. Данные, полученные в ходе эксперимента, позволят получить уникальные сведения о ранней Вселенной и улучшить наше понимание состояния материи, существовавшей в то время.

10. ИИ AlphaFold для создания суперпрепаратов.

AlphaFold -это революционный инструмент искусственного интеллекта, разработанный компанией DeepMind в Лондоне. Система кардинально изменила под ход к биологическим исследованиям и структурной биологии, успешно предсказав белковую структуру всего генома человека к 2020 году.

Исследователи активно используют AlphaFold при разработке новых лекарств. Инструмент помог выявить сотни тысяч потенциальных новых психоделических молекул, которые могут помочь в создании новых типов антидепрессантов. В одном из исследований AlphaFold использовался для поиска молекул, проявляющих активность против циклин-зависимой киназы 20 (CDK20)-важной мишени в лечении гепатоцеллюлярной карциномы (HCC), наиболее распространенного типа первичного рака печени.