Web-scraping: сбор данных из баз данных и интернет-источников

Алла Тамбовцева, НИУ ВШЭ

Семинар 3. Парсинг с библиотекой BeautifulSoup¶

В предыдущей серии (код с прошлого семинара):

In [1]:
import requests
from bs4 import BeautifulSoup
In [2]:
page = requests.get("https://nplus1.ru/")
soup = BeautifulSoup(page.text)

raw_links = soup.find_all("a")
news = []

for link in raw_links:
    if "news" in link["href"]:
        news.append(link["href"])

links_full = []
for link in news:
    res = "https://nplus1.ru" + link
    links_full.append(res)
In [3]:
my_link = links_full[0]
my_page = requests.get(my_link)
my_soup = BeautifulSoup(my_page.text)

author = my_soup.find_all("meta", 
                 {"name" : "mediator_author"})[0].get("content")
date = my_soup.find_all("meta", 
                 {"itemprop" : "datePublished"})[0].get("content")
title = my_soup.find_all("title")[0].text
desc = my_soup.find_all("meta", 
                        {"name" : "description"})[0].get("content")

div = my_soup.find_all("div", {"class" : "tables"})[0]
time = div.find_all("span")[0].text
diffc = div.find_all("span", {"class" : "difficult-value"})[0].text
rubs_raw = div.find_all("p")[0].find_all("a")
rubs = []
for r in rubs_raw:
    rubs.append(r.text)
rubs_str = ", ".join(rubs)

С прошлого раза у нас осталась одна задача – выгрузить текст новости и очистить его от лишней информации. Попробуем выполнить поиск по тэгам! Текст у нас обычно записывается абзацами, а абзацы заключаются в тэг <p></p>:

In [4]:
my_soup.find_all("p") 
Out[4]:
[<p class="table">
 <a data-rubric="medicine" href="/rubric/medicine">Медицина</a>
 <a data-theme="coronavirus-history" href="/theme/coronavirus-history">Коронавирусные хроники</a>
 </p>, <p class="table">
 <a href="/news/2022/02/17">
 <time content="2022-02-17" data-unix="1645092304" itemprop="datePublished">
 <span>13:05</span>
 <span>17 Фев. 2022</span>
 </time>
 </a>
 </p>, <p class="table">
 <a href="/difficult/3.1">
 <span>Сложность</span>
 <span class="difficult-value">3.1</span>
 </a>
 </p>, <p class="title"></p>, <p class="credits">NIH / flickr.com</p>, <p>Японские вирусологи выяснили, что подвариант омикрона BA.2 лучше размножается в легких и вызывает в них более тяжелые изменения, чем его предшественник. Когда ученые заразили хомячков как BA.1, так и BA.2, то оказалось, что вирусная нагрузка на периферии легких у животных, инфицированных BA.2, в девять раз выше. Препринт исследования <a href="https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.14.480335v1.full.pdf" rel="nofollow" target="_blank">опубликован</a> на bioRxiv.</p>, <p>Подвариант омикрона BA.2, который в начале 2022 года стал распространяться быстрее своего предшественника, приобрел 28 дополнительных мутаций. По всей видимости, это и сделало его более заразным — датские медики <a href="https://nplus1.ru/news/2022/02/01/omicron-upgraded" target="_blank">выяснили</a>, что вероятность заболеть им при контакте с заразившимся родственником на 33 процента больше, чем при контакте с заразившимся первоначальным вариантом омикрона. Об остальных свойствах BA.2 было известно мало. Так Министерство Здравоохранения Дании, проанализировав предварительные данные о заболеваемости, <a href="https://www.reuters.com/world/europe/ba2-subvariant-omicron-appears-more-contagious-than-ba1-denmark-says-2022-01-26/" rel="nofollow" target="_blank">сообщило</a>, что пока нет причин предполагать, что новый подвариант вызывает более тяжелую инфекцию.</p>, <p>Новые данные о свойствах BA.2 появились в препринте японских вирусологов. Исследования курировал Кэй Сато (Kei Sato) из Университета Токио. Сначала исследователи посмотрели, как хорошо сыворотка 17 переболевших BA.1 нейтрализует BA.2. Ученые обнаружили, что нейтрализующая активность такой сыворотки против BA.2 в 1,4 раза меньше, чем против BA.1 (p = 0,091). </p>, <p>Затем вирусологи перешли к испытаниям <i>in vivo</i>. Они заразили хомячков как новым подвариантом (4 особи), так и первоначальным омикроном (4 особи). Животные, инфицированные BA.2, имели значительно более высокую вирусную нагрузку в периферических клетках легких — в 9,3 раза больше, чем зараженные BA.1, а это значит, что новый подвариант быстрее и лучше размножается в легких. </p>, <p class="title">Вирусная нагрузка в клетках ворот легкого (слева) и в клетках периферии легкого (справа). Голубой цвет – BA.1, серо-голубой BA.2</p>, <p class="credits">Yamasoba et al. / bioRxiv, 2022</p>, <p>В России уже <a href="https://nplus1.ru/news/2022/02/02/ba2-russia" target="_blank">зарегистрировали</a> первые случаи заражения BA.2. В Роспотребнадзоре заявили, что его нашли в Москве, Республике Марий Эл, Ростовской области и Республике Башкортостан.</p>, <p><i>Анастасия Кузнецова-Фантони</i></p>, <p>Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.</p>, <p class="subtitle">Как Немо управлял бы «Наутилусом», будь у него современные инструменты для организации работы</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>Коэффициент сложности</p>, <p>© 2022 <i>N + 1</i> Интернет-издание   Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614</p>, <p>Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на <i>N + 1</i>. 
                         Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются 
                         только в образовательных и информационных целях. Если вы являетесь собственником того или иного произведения 
                         и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected]</p>, <p>Материалы, опубликованные в разделе «Блоги», отражают позиции их авторов, которые могут не совпадать с мнением редакции.</p>, <p>Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.</p>, <p>Связь с редакцией: <a href="mailto:[email protected]">[email protected]</a></p>, <p>
 <a class="pd" href="https://nplus1.ru/personal-data-policy">Политика обработки персональных данных пользователей сайта</a>
 </p>, <p>
 <script async="" src="//s.luxupcdnc.com/t/consent_195458.js" type="text/javascript"></script>
 <a href="#" onclick="if(window.__lxG__consent__ !== undefined) {window.__lxG__consent__.showConsent()} else {alert('This function works only for users from the European Economic Area (EEA).')}; return false">Change privacy settings</a>
 </p>, <p>
 </p>]

К сожалению, не только текст новости заключается в тэг <p></p>, в таких тэгах можно встретить другую информацию: дату, время, сообщение об авторских правах и даже код на JavaScript. Чтобы отфильтровать только нужную информацию, попробуем уточнить поиск. Но как? Заметим, что у тэгов <p>, в которые заключены абзацы с текстом новости, нет дополнительных атрибутов, в частности нет атрибута class. А у тэгов <p>, которые содержат что-то отличное от текста новости, такой атрибут есть. Значит, можно поступить по-хитрому – запросить только те тэги <p>, где class пустой!

In [5]:
# None – пустота, специальный «пустой» тип 
# похож на NA или NaN в анализе данных

my_soup.find_all("p", {"class" : None})  
Out[5]:
[<p>Японские вирусологи выяснили, что подвариант омикрона BA.2 лучше размножается в легких и вызывает в них более тяжелые изменения, чем его предшественник. Когда ученые заразили хомячков как BA.1, так и BA.2, то оказалось, что вирусная нагрузка на периферии легких у животных, инфицированных BA.2, в девять раз выше. Препринт исследования <a href="https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.14.480335v1.full.pdf" rel="nofollow" target="_blank">опубликован</a> на bioRxiv.</p>,
 <p>Подвариант омикрона BA.2, который в начале 2022 года стал распространяться быстрее своего предшественника, приобрел 28 дополнительных мутаций. По всей видимости, это и сделало его более заразным — датские медики <a href="https://nplus1.ru/news/2022/02/01/omicron-upgraded" target="_blank">выяснили</a>, что вероятность заболеть им при контакте с заразившимся родственником на 33 процента больше, чем при контакте с заразившимся первоначальным вариантом омикрона. Об остальных свойствах BA.2 было известно мало. Так Министерство Здравоохранения Дании, проанализировав предварительные данные о заболеваемости, <a href="https://www.reuters.com/world/europe/ba2-subvariant-omicron-appears-more-contagious-than-ba1-denmark-says-2022-01-26/" rel="nofollow" target="_blank">сообщило</a>, что пока нет причин предполагать, что новый подвариант вызывает более тяжелую инфекцию.</p>,
 <p>Новые данные о свойствах BA.2 появились в препринте японских вирусологов. Исследования курировал Кэй Сато (Kei Sato) из Университета Токио. Сначала исследователи посмотрели, как хорошо сыворотка 17 переболевших BA.1 нейтрализует BA.2. Ученые обнаружили, что нейтрализующая активность такой сыворотки против BA.2 в 1,4 раза меньше, чем против BA.1 (p = 0,091). </p>,
 <p>Затем вирусологи перешли к испытаниям <i>in vivo</i>. Они заразили хомячков как новым подвариантом (4 особи), так и первоначальным омикроном (4 особи). Животные, инфицированные BA.2, имели значительно более высокую вирусную нагрузку в периферических клетках легких — в 9,3 раза больше, чем зараженные BA.1, а это значит, что новый подвариант быстрее и лучше размножается в легких. </p>,
 <p>В России уже <a href="https://nplus1.ru/news/2022/02/02/ba2-russia" target="_blank">зарегистрировали</a> первые случаи заражения BA.2. В Роспотребнадзоре заявили, что его нашли в Москве, Республике Марий Эл, Ростовской области и Республике Башкортостан.</p>,
 <p><i>Анастасия Кузнецова-Фантони</i></p>,
 <p>Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>Коэффициент сложности</p>,
 <p>© 2022 <i>N + 1</i> Интернет-издание   Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614</p>,
 <p>Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на <i>N + 1</i>. 
                         Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются 
                         только в образовательных и информационных целях. Если вы являетесь собственником того или иного произведения 
                         и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected]</p>,
 <p>Материалы, опубликованные в разделе «Блоги», отражают позиции их авторов, которые могут не совпадать с мнением редакции.</p>,
 <p>Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.</p>,
 <p>Связь с редакцией: <a href="mailto:[email protected]">[email protected]</a></p>,
 <p>
 <a class="pd" href="https://nplus1.ru/personal-data-policy">Политика обработки персональных данных пользователей сайта</a>
 </p>,
 <p>
 <script async="" src="//s.luxupcdnc.com/t/consent_195458.js" type="text/javascript"></script>
 <a href="#" onclick="if(window.__lxG__consent__ !== undefined) {window.__lxG__consent__.showConsent()} else {alert('This function works only for users from the European Economic Area (EEA).')}; return false">Change privacy settings</a>
 </p>,
 <p>
 </p>]

Сохраним результат в переменную:

In [6]:
pars_raw = my_soup.find_all("p", {"class" : None})

Извлечём текст из тэгов и сохраним абзацы в отдельный список:

In [7]:
pars_text = []
for p in pars_raw:
    pars_text.append(p.text)
pars_text
Out[7]:
['Японские вирусологи выяснили, что подвариант омикрона BA.2 лучше размножается в\xa0легких и\xa0вызывает в\xa0них более тяжелые изменения, чем его предшественник. Когда ученые заразили хомячков как BA.1, так и\xa0BA.2, то\xa0оказалось, что вирусная нагрузка на\xa0периферии легких у\xa0животных, инфицированных BA.2, в\xa0девять раз выше. Препринт исследования опубликован на\xa0bioRxiv.',
 'Подвариант омикрона BA.2, который в\xa0начале 2022 года стал распространяться быстрее своего предшественника, приобрел 28\xa0дополнительных мутаций. По\xa0всей видимости, это и\xa0сделало его более заразным\xa0— датские медики выяснили, что вероятность заболеть им\xa0при контакте с\xa0заразившимся родственником на\xa033\xa0процента больше, чем при контакте с\xa0заразившимся первоначальным вариантом омикрона. Об\xa0остальных свойствах BA.2 было известно мало. Так Министерство Здравоохранения Дании, проанализировав предварительные данные о\xa0заболеваемости, сообщило, что пока нет причин предполагать, что новый подвариант вызывает более тяжелую инфекцию.',
 'Новые данные о\xa0свойствах BA.2 появились в\xa0препринте японских вирусологов. Исследования курировал Кэй Сато (Kei Sato) из\xa0Университета Токио. Сначала исследователи посмотрели, как хорошо сыворотка 17\xa0переболевших BA.1 нейтрализует BA.2. Ученые обнаружили, что нейтрализующая активность такой сыворотки против BA.2\xa0в 1,4 раза меньше, чем против BA.1 (p = 0,091). ',
 'Затем вирусологи перешли к\xa0испытаниям in\xa0vivo. Они заразили хомячков как новым подвариантом (4\xa0особи), так и\xa0первоначальным омикроном (4\xa0особи). Животные, инфицированные BA.2, имели значительно более высокую вирусную нагрузку в\xa0периферических клетках легких\xa0— в\xa09,3 раза больше, чем зараженные BA.1, а\xa0это значит, что новый подвариант быстрее и\xa0лучше размножается в\xa0легких. ',
 'В\xa0России уже зарегистрировали первые случаи заражения BA.2. В\xa0Роспотребнадзоре заявили, что его нашли в\xa0Москве, Республике Марий Эл, Ростовской области и\xa0Республике Башкортостан.',
 'Анастасия Кузнецова-Фантони',
 'Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 'Коэффициент сложности',
 '© 2022 N\xa0+\xa01 Интернет-издание \xa0 Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614',
 'Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на N\xa0+\xa01. \n                        Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются \n                        только в образовательных и информационных целях. Если вы являетесь собственником того или иного произведения \n                        и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected]',
 'Материалы, опубликованные в разделе «Блоги», отражают позиции их авторов, которые могут не совпадать с мнением редакции.',
 'Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.',
 'Связь с редакцией: [email protected]',
 '\nПолитика обработки персональных данных пользователей сайта\n',
 '\n\nChange privacy settings\n',
 '\n']

Задача 1

Используя список pars_text, «склейте» из абзацев целый текст и сохраните его в переменную text.

In [9]:
# используем метод .join()
# склеиваем по пробелу, поэтому " " перед .join()

text = " ".join(pars_text)
text
Out[9]:
'Японские вирусологи выяснили, что подвариант омикрона BA.2 лучше размножается в\xa0легких и\xa0вызывает в\xa0них более тяжелые изменения, чем его предшественник. Когда ученые заразили хомячков как BA.1, так и\xa0BA.2, то\xa0оказалось, что вирусная нагрузка на\xa0периферии легких у\xa0животных, инфицированных BA.2, в\xa0девять раз выше. Препринт исследования опубликован на\xa0bioRxiv. Подвариант омикрона BA.2, который в\xa0начале 2022 года стал распространяться быстрее своего предшественника, приобрел 28\xa0дополнительных мутаций. По\xa0всей видимости, это и\xa0сделало его более заразным\xa0— датские медики выяснили, что вероятность заболеть им\xa0при контакте с\xa0заразившимся родственником на\xa033\xa0процента больше, чем при контакте с\xa0заразившимся первоначальным вариантом омикрона. Об\xa0остальных свойствах BA.2 было известно мало. Так Министерство Здравоохранения Дании, проанализировав предварительные данные о\xa0заболеваемости, сообщило, что пока нет причин предполагать, что новый подвариант вызывает более тяжелую инфекцию. Новые данные о\xa0свойствах BA.2 появились в\xa0препринте японских вирусологов. Исследования курировал Кэй Сато (Kei Sato) из\xa0Университета Токио. Сначала исследователи посмотрели, как хорошо сыворотка 17\xa0переболевших BA.1 нейтрализует BA.2. Ученые обнаружили, что нейтрализующая активность такой сыворотки против BA.2\xa0в 1,4 раза меньше, чем против BA.1 (p = 0,091).  Затем вирусологи перешли к\xa0испытаниям in\xa0vivo. Они заразили хомячков как новым подвариантом (4\xa0особи), так и\xa0первоначальным омикроном (4\xa0особи). Животные, инфицированные BA.2, имели значительно более высокую вирусную нагрузку в\xa0периферических клетках легких\xa0— в\xa09,3 раза больше, чем зараженные BA.1, а\xa0это значит, что новый подвариант быстрее и\xa0лучше размножается в\xa0легких.  В\xa0России уже зарегистрировали первые случаи заражения BA.2. В\xa0Роспотребнадзоре заявили, что его нашли в\xa0Москве, Республике Марий Эл, Ростовской области и\xa0Республике Башкортостан. Анастасия Кузнецова-Фантони Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter. Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности Коэффициент сложности © 2022 N\xa0+\xa01 Интернет-издание \xa0 Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614 Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на N\xa0+\xa01. \n                        Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются \n                        только в образовательных и информационных целях. Если вы являетесь собственником того или иного произведения \n                        и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected] Материалы, опубликованные в разделе «Блоги», отражают позиции их авторов, которые могут не совпадать с мнением редакции. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет. Связь с редакцией: [email protected] \nПолитика обработки персональных данных пользователей сайта\n \n\nChange privacy settings\n \n'

Задача 2

Подумайте, каким образом из text можно убрать информацию, не относящуюся к тексту новости. Уберите её и сохраните изменения в переменной text.

In [12]:
# используем метод .split()
# он разбивает текст на часть до "Нашли опечатку?" и после
# и возвращает список из двух элементов
# потом берём из списка первый элемент (до) с индексом 0

text = text.split("Нашли опечатку?")[0] 

Задача 3

Замените символ \xa0 на пробел и сохраните изменения в переменной text. Подсказка: запросите help(text.replace).

In [14]:
help(text.replace) 
Help on built-in function replace:

replace(old, new, count=-1, /) method of builtins.str instance
    Return a copy with all occurrences of substring old replaced by new.
    
      count
        Maximum number of occurrences to replace.
        -1 (the default value) means replace all occurrences.
    
    If the optional argument count is given, only the first count occurrences are
    replaced.

In [16]:
# на первом месте – что заменяем, на втором – на что
# \xa0 – неразрывный пробел

text = text.replace("\xa0", " ") 

Задача 4

Напишите функцию get_info(), которая принимает на вход ссылку на новость, а возвращает список со всеми характеристиками, которые мы извлекли выше для тестовой новости.

In [17]:
# помещаем весь код, который мы написали для одной ссылки
# внутрь функции и следим за тем, чтобы название аргумента 
# (my_link) совпадало с названием переменной, с которой мы дальше
# работаем в самой функции

def get_info(my_link):
    my_page = requests.get(my_link)
    my_soup = BeautifulSoup(my_page.text)

    author = my_soup.find_all("meta", 
                     {"name" : "mediator_author"})[0].get("content")
    date = my_soup.find_all("meta", 
                     {"itemprop" : "datePublished"})[0].get("content")
    title = my_soup.find_all("title")[0].text
    desc = my_soup.find_all("meta", 
                            {"name" : "description"})[0].get("content")

    div = my_soup.find_all("div", {"class" : "tables"})[0]
    time = div.find_all("span")[0].text
    diffc = div.find_all("span", {"class" : "difficult-value"})[0].text
    rubs_raw = div.find_all("p")[0].find_all("a")
    rubs = []
    for r in rubs_raw:
        rubs.append(r.text)
    rubs_str = ", ".join(rubs)
    pars_raw = my_soup.find_all("p", {"class" : None})
    pars_text = []
    for p in pars_raw:
        pars_text.append(p.text)
    text = " ".join(pars_text)
    text = text.split("Нашли опечатку?")[0] 
    text = text.replace("\xa0", " ") 
    result = [title, desc, author, date, time, diffc, rubs_str, text] 
    return result
In [18]:
# проверяем на примере

get_info(links_full[5]) 
Out[18]:
['Нейросеть DeepMind научилась удерживать плазму в токамаке',
 'Ее работу проверили на реальном токамаке в Швейцарии',
 'Григорий Копиев',
 '2022-02-16',
 '21:35',
 '6.2',
 'IT, Физика',
 'Исследователи из DeepMind вместе с коллегами из Швейцарии создали алгоритм машинного обучения для удержания плазмы в токамаке. Они обучили его на высокоточном симуляторе, а затем показали работоспособность подхода на реальном токамаке в Швейцарии. Статья опубликована в Nature. DeepMind — британская компания, специализирующаяся на развитии методов машинного обучения, купленная Google в 2014 году. Наибольшую известность она получила благодаря своим игровым алгоритмам, которые обыграли людей в го, шахматы и StarCraft II. Но исследователи из DeepMind также занимаются сложными прикладными задачами, пытаясь решить их с помощью методов машинного обучения. Так, в 2016 году они разработали алгоритм синтеза речи WaveNet, существенно повлиявший на развитие этого направления, а за последний год с небольшим разработали модель AlphaFold для предсказания структуры белка и систему AlphaCode для написания программного кода. В прошлом году компания рассказывала, что работает над применением машинного обучения для решения проблем термоядерных реакторов, но на тот момент не раскрывала подробностей и результатов.\n Термоядерный реактор предполагает создание плазмы, в которой происходит управляемый термоядерный синтез — слияние ядер с выделением огромного количества энергии. Для термоядерных реакторов предлагались разные конструкции, но на данный момент лидирует токамак — эту конструкцию разработали советские физики Тамм и Сахаров. Она же используется в международном реакторе ITER, который должен начать работу и получить первую плазму в 2025 году. Токамак состоит из тороидальной камеры, вокруг которой расположены магнитные катушки. Они позволяют удерживать плазму с помощью магнитного поля, не давая ей столкнуться со стенками токамака и разрушить их.\n Еще в середине XX века стало ясно, что удержание плазмы магнитным полем — крайне сложная задача, потому что в ней неминуемо возникают неустойчивости. В итоге даже лучшие токамаки удерживают ее в течение очень небольшого времени: в прошлом году китайский EAST установил рекорд, удержав горячую плазму (120 миллионов градусов) в течение 101 секунды, а создатели ITER рассчитывают на 400-600 секунд. Исследователи из DeepMind во главе с Йонасом Бюхли (Jonas Buchli) и Бренданом Трейси (Brendan Tracey) вместе с коллегами из Швейцарского центра плазмы Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Федерико Феличи (Federico Felici) показали, что алгоритм машинного обучения можно обучить управлять параметрами магнитных катушек токамака и удерживать в нем плазму. Традиционно для этой задачи используется набор алгоритмов-контроллеров, каждый из которых отвечает за отдельный целевой параметр: вертикальное и горизонтальное положение плазмы, ее форма (профиль), ток.    Григорий Копиев ']

Задача 5

Примените функцию get_info() ко всем элементам списка links_full и создайте список списков info (один список внутри info – характеристики одной новости).

In [19]:
# импортируем функцию sleep из модуля time,
# чтобы при выгрузке делать задержки и чтобы
# сайт не понял, что мы его автоматически грабим

from time import sleep
In [22]:
# запускаем цикл for по всем ссылкам в списке links_full:
# применяем к каждой ссылке функцию get_info()
# и записываем результат в список info
# после каждого обновления списка info 
# ждём 1.5 секунды и пишем сообщение, что
# ссылка обработана

info = [] 
for link in links_full:
    res = get_info(link)
    info.append(res) 
    sleep(1.5) 
    print(link + "... done!") 
https://nplus1.ru/news/2022/02/17/virus-ba2... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/17/first-otologic-surgery... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/17/toxotes-chatareus... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/17/microrna-football... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/lung-universal-donors... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/deepmind-tokamak... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/m-77-agn... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/millimetre-redshift... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/alloy-elinvar... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/echosar... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/gran-turismo-gt-sophy... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/chrome-os-flex... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/arithmetic-rule... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/glacial-archaeology... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/x59... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/hiv-umbilical-cord-blood... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/msfd1-metastasis... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/runes... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/hauliogryllacris-acaropenates... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/millimetre-redshift... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/08/cyclotron-resonance-overtones... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/14/KATRIN-neutrino-mass... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/14/spinel-electrolysis... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/08/ultrafast-demagnetization... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/16/deepmind-tokamak... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/11/POM-clusters... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/14/twist-and-shout... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/10/sponge-gardens... done!
https://nplus1.ru/news/2022/02/09/superionic-iron-alloys... done!
In [23]:
# info –  список списков
# один список внутри info = инфо по одной новости

info
Out[23]:
[['Омикрон BA.2 опередил предшественника по способности размножаться в легких',
  'Он также вызывает более тяжелое повреждение легочной ткани',
  'Анастасия Кузнецова–Фантони',
  '2022-02-17',
  '13:05',
  '3.1',
  'Медицина, Коронавирусные хроники',
  'Японские вирусологи выяснили, что подвариант омикрона BA.2 лучше размножается в легких и вызывает в них более тяжелые изменения, чем его предшественник. Когда ученые заразили хомячков как BA.1, так и BA.2, то оказалось, что вирусная нагрузка на периферии легких у животных, инфицированных BA.2, в девять раз выше. Препринт исследования опубликован на bioRxiv. Подвариант омикрона BA.2, который в начале 2022 года стал распространяться быстрее своего предшественника, приобрел 28 дополнительных мутаций. По всей видимости, это и сделало его более заразным — датские медики выяснили, что вероятность заболеть им при контакте с заразившимся родственником на 33 процента больше, чем при контакте с заразившимся первоначальным вариантом омикрона. Об остальных свойствах BA.2 было известно мало. Так Министерство Здравоохранения Дании, проанализировав предварительные данные о заболеваемости, сообщило, что пока нет причин предполагать, что новый подвариант вызывает более тяжелую инфекцию. Новые данные о свойствах BA.2 появились в препринте японских вирусологов. Исследования курировал Кэй Сато (Kei Sato) из Университета Токио. Сначала исследователи посмотрели, как хорошо сыворотка 17 переболевших BA.1 нейтрализует BA.2. Ученые обнаружили, что нейтрализующая активность такой сыворотки против BA.2 в 1,4 раза меньше, чем против BA.1 (p = 0,091).  Затем вирусологи перешли к испытаниям in vivo. Они заразили хомячков как новым подвариантом (4 особи), так и первоначальным омикроном (4 особи). Животные, инфицированные BA.2, имели значительно более высокую вирусную нагрузку в периферических клетках легких — в 9,3 раза больше, чем зараженные BA.1, а это значит, что новый подвариант быстрее и лучше размножается в легких.  В России уже зарегистрировали первые случаи заражения BA.2. В Роспотребнадзоре заявили, что его нашли в Москве, Республике Марий Эл, Ростовской области и Республике Башкортостан. Анастасия Кузнецова-Фантони '],
 ['Палеопатологи обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии',
  'Хирургическую операцию провели женщине, умершей в Испании в IV тысячелетии до нашей эры',
  'Михаил Подрезов',
  '2022-02-17',
  '09:28',
  '4.1',
  'Археология, Антропология',
  'Палеопатологи исследовали череп пожилой женщины, найденный в дольмене Эль-Пендон, и обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии — трепанации сосцевидного отростка внутреннего уха. По мнению ученых, это хирургическое вмешательство, успешно проведенное на обеих височных костях в IV тысячелетии до нашей эры, потребовалось из-за острого среднего отита, который вызвал осложнения — вторичный мастоидит и субпериостальный абсцесс. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports. Трепанация представляет собой одну из древнейших хирургических процедур. Самый ранний известный пример подобного вмешательства ученые нашли в марокканском гроте Тафоральт в середине прошлого века, где раскопали погребения эпипалеолитической иберо-мавританской культуры. В Европе практиковать такой метод лечения травматических повреждений и воспалений начали около 5000 года до нашей эры, а в Америке, где он получил особую популярность, около 500 года нашей эры (подробнее об истории этой хирургической процедуры можно узнать в нашем материале «С дырочкой в левом боку»). Одной из разновидностей трепанации черепа выступает мастоидотомия (антротомия), которая представляет собой хирургическую операцию по удалению гноя и грануляций из полостей сосцевидного отростка внутреннего уха. Такие вмешательства требуются при остром или хроническом мастоидите, холестеатоме, а также гнойных отитах. Хотя сегодня подобные операции выполняются достаточно редко, так как их удается избежать благодаря использованию мощных антибиотиков, в прошлом, по всей видимости, хирургам нередко приходилось трепанировать височную кость. Один из старейших примеров мастоидотомии был обнаружен в хорватском некрополе XI века, где археологи раскопали останки взрослого мужчины.  В 2018 году археологи обнаружили почти полную черепную коробку. Она принадлежала женщине, которая, похоже, умерла в преклонном возрасте. В ходе палеопатологического исследования ученые выяснили, что оба ее наружных слуховых прохода были расширены хирургическим путем. На внутренней поверхности обеих полостей они заметили типичные костные образования, характерные для воспаления сосцевидного отростка.  По всей видимости, хирургическое вмешательство потребовалось из-за острого среднего отита, который привел к осложнениям. По мнению палеопатологов, это были вторичный мастоидит, то есть воспаление слизистой выстилки пещеры и ячеистых структур сосцевидного отростка височной кости, и субпериостальный абсцесс. Если не лечить такое заболевание, оно может привести к потере слуха и даже менингиту.  Ранее на N + 1 рассказывали о следах других хирургических операций, обнаруженных на древних останках. Так, палеоантропологи обнаружили у крымского степняка крупнейшую для бронзового века прижизненную трепанацию черепа. А китайские археологи нашли останки взрослого мужчины, которому более 2500 лет назад ампутировали стопу левой ноги. Михаил Подрезов '],
 ['Брызгуны разделили незнакомые объекты на съедобные и несъедобные',
  'В первую очередь эти рыбы ориентируются на форму объектов.',
  'Сергей Коленов',
  '2022-02-17',
  '08:36',
  '4.1',
  'Зоология',
  'Израильские ихтиологи выяснили, что пятнистые брызгуны умеют разделять незнакомые объекты на категории, основываясь на предыдущем опыте. В экспериментах эти рыбы научились по форме отличать впервые увиденные изображения насекомых и пауков от изображений несъедобных предметов, таких как листья и цветки. Более того, ученые подтвердили, что брызгуны распознают знакомые объекты независимо от угла обзора, ориентации и контраста. Результаты исследования опубликованы в Journal of Experimental Biology. Рыбы из рода брызгунов (Toxotes) известны умением стрелять выпущенной изо рта струей воды. В природе этот навык позволяет им охотиться на насекомых, которые сидят на околоводной растительности или на суше. А ученые используют его, чтобы исследовать интеллект рыб. Они предлагают брызгунам различные задачи, при решении которых нужно стрельнуть водой в определенное изображение на сенсорном экране. Особенно часто брызгуны участвуют в тестах на распознавание визуальных образов. Например, несколько лет назад исследователям удалось доказать, что эти рыбы различают человеческие лица. Команда ихтиологов под руководством Ронена Сегева (Ronen Segev) из Университета имени Давида Бен-Гуриона в Негеве решила больше узнать о том, как брызгуны распознают природные объекты. Для этого они отобрали четырнадцать пятнистых брызгунов (T. chatareus) и научили их стрелять по мишеням на сенсорном экране. Затем с рыбами провели ряд экспериментов, в ходе которых им демонстрировали черно-белые изображения объектов, характерных для их естественной среды обитания. Среди них были изображения типичных жертв брызгунов (насекомых и пауков) и несъедобных предметов (листьев и цветков). На первом этапе четырех подопытных рыб натренировали стрелять по изображению конкретного паука. Затем им предлагали выбрать между этим пауком и отвлекающей картинкой: цветком, листом или другим пауком. Во время испытаний авторы использовали разные изображения нужного паука, отличающиеся размером, ориентацией, контрастностью и положением на экране. Ни с одним из них рыбы не сталкивались на стадии тренировок. Если брызгун делал правильный выбор, его награждали кормом. Завершив эксперимент с пауком, его повторили с изображением конкретного муравья. Все четыре брызгуна справились с поставленной задачей. Оказалось, что они хорошо отличают конкретных пауков и муравьев от несъедобных предметов — и от других пауков и муравьев. Даже особь с самыми слабыми результатами делала правильный выбор в 66-79 процентах случаев. Для ее более способных сородичей этот показатель составил 72-84 процента. В первом эксперименте Сегев и его коллеги проверяли, насколько хорошо брызгуны различают конкретные объекты. Во втором исследователи оценивали способности этих рыб к обобщению. Для этого шести особям демонстрировали пары незнакомых им картинок. Каждая из них включала изображение съедобного и несъедобного объекта (в общей сложности около 1600 изображений). Чтобы получить награду, брызгуны должны были выстрелить в изображение съедобного объекта.  На последнем этапе исследователи решили выяснить, на какие признаки ориентируются брызгуны при выборе мишени. Для этого они построили компьютерную модель, основанную на результатах экспериментов. Оказалось, что для брызгунов наиболее важны две характеристики объектов: отношение выпуклой оболочки к площади и эксцентритет. Обе они описывают форму. При этом характеристики текстуры играют для этих рыб менее значительную роль. Дополнительные эксперименты подтвердили, что брызгуны продолжают хорошо отличать съедобные объекты от несъедобных, если демонстрировать им только их однотонные силуэты. Однако если показывать рыбам лишь текстуру объектов, они справляются с заданием куда хуже. Интересно, что у приматов форма объектов также играет важнейшую роль при выборе, а голуби обращают больше внимания на текстуру. Результаты исследования демонстрируют, что брызгуны способны распознавать знакомые объекты независимо от угла обзора, контраста, ориентации и других характеристик. Более того, эти рыбы умеют обобщать информацию об увиденных ранее изображениях и используют ее, чтобы распределять незнакомые объекты по категориям. Ранее мы рассказывали о том, как у полосатых брызгунов (T. jaculatrix) обнаружили способность оценивать относительное количество объектов. В экспериментах этим рыбам предлагали выбрать из двух наборов точек на мониторе, причем одни особи получали награду, когда стреляли по стимулу, состоящему из меньшего числа точек, а другие — наоборот. Брызгуны быстро усвоили эту закономерность и выбирали правильный набор даже когда количество точек в наборах менялось. Сергей Коленов '],
 ['МикроРНК в крови футболистов указала на травму мозга при игре головой',
  'Эти микроРНК связаны с защитой клеток от воспаления',
  'Анастасия Кузнецова–Фантони',
  '2022-02-17',
  '03:01',
  '3.8',
  'Медицина, Спортивная наука',
  'Ученые из пяти\nстран выяснили, что при игре головой у футболистов повышается содержание в крови микроРНК, которые связаны с защитой клеток от воспаления. Исследователи считают, что так мозг пытается защитить нейроны от последствий травмы.\nЧтобы выяснить это, медики проанализировали образцы крови 89 профессиональных футболистов в трех условиях: после травмы головы, удару по мячу головой, а также во время интенсивных тренировок. Работа опубликована в Brain Injury.  МикроРНК — это\nмалые некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов. Их действие\nсвязано с иммунными реакциями, дифференцировкой и апоптозом клеток как в норме,\nтак и при патологиях. Именно из-за того, что микроРНК можно обнаружить в крови\nпри некоторых болезнях, ученые и стали считать некоторые из них биомаркерами\nпатологий. Неврологи предлагают считать циркулирующие микроРНК маркером черепно-мозговой травмы легкой степени. Ученые полагают, что микроРНК выделяются из клеток при их повреждении или ишемии мозга, пересекают гематоэнцефалический\nбарьер и так появляются в крови. Исследователи из\nГермании, Канады, Норвегии, Словакии и США во главе со Стианом Баром Сандмо (Stian\nBahr Sandmo) из Норвежской школы спортивных наук решили проверить, как изменяются уровни микроРНК в крови у футболистов, которые во время матчей часто получают удары мячом по голове, а также намеренно отбивают мяч головой. Для этого медики взяли кровь у 89 профессиональных футболистов норвежской премьер-лиги. Анализы брали\nчерез час и через 12 часов после следующих событий: удара в голову во время\nматча, игры головой, интенсивной физической нагрузки (чтобы отличить эффект\nудара от эффекта повышенной нагрузки). Также образцы крови у спортсменов взяли\nдо матчей во время отдыха — так оценивали фоновый уровень микроРНК. После удара по голове во время матча у футболистов в крови изменились уровни восьми микроРНК, и такие изменения не были обусловлены физической нагрузкой. Эти микроРНК оказались связаны\nс сигнальными путями, регулирующими организацию хроматина, регенерацию нейронов\nи клеточную смерть. После игры\nголовой в крови футболистов повышалось содержание шести других микроРНК, связанных с сигнальным путем трансформирующего фактора роста бета (TGF-beta). Он контролирует пролиферацию, дифференцировку и иммунный ответ клеток.\nВысокие уровни этого белка в спинномозговой жидкости связывают с черепно-мозговой травмой, так что исследователи\nсчитают, что у футболистов он вырабатывается для того, чтобы защитить клетки от воспаления при\nповреждении. Анализ микроРНК в\nбудущем может позволить классифицировать травмы головы по тяжести, а также по\nтипу травмы (сотрясение, ушиб), но сначала информативность такого метода\nнужно еще подтвердить в новых исследованиях.  Ученые часто\nанализируют то, как функционирует мозг футболистов. Например, при исполнении\nпенальти. Нейрофизиологи выяснили, что при исполнении пенальти в условиях психологического стресса\nактивируется префронтальная кора, отвечающая за планирование действий. Анастасия\nКузнецова-Фантони '],
 ['Трансплантологи изменили группу крови у донорских легких',
  'Они отрезали A-антиген с поверхности эндотелиальных клеток',
  'Анастасия Кузнецова–Фантони',
  '2022-02-16',
  '22:00',
  '4.3',
  'Медицина',
  'Канадские ученые нашли способ превратить донорские легкие в универсальный трансплантат. Они использовали бактериальный фермент, который отрезает антигены системы AB0 на поверхности эндотелиальных клеток, делая орган пригодными для пересадки любому человеку. В исследовании ученым удалось успешно очистить донорские легкие от А-антигена на 97 процентов, поэтому в будущем они планируют начать доклинические испытания по пересадке таких органов. Работа опубликована в Science Translational Medicine. Найти донорские органы для\nпересадки очень сложная задача. И дело не только в том, что доноров на всех\nбольных не хватает. Не все органы подходят каждому конкретному человеку из-за\nантигенной несовместимости.  Сейчас в\nтрансплантологии используют две основные системы антигенов: HLA и AB0. Последние особенно важны в органах, где много кровеносных сосудов\n(например, в легких), там антигены AB0 расположены на поверхности эндотелия. Эти антигены представляют собой\nолигосахариды. Разницы между ними в концевом моносахариде (D-галактоза у\nпредставителей группы B и N-ацетилгалактозамин у людей с группой A). Теоретически, чтобы превратить\nчеловека в универсального донора (с группой крови 0, то есть без иммуногенных\nмоносахаридов на поверхности клеток), нужно всего лишь отрезать концевые группы\nна олигосахаридах. Канадские ученые\nнедавно нашли у одной из бактерий кишечника Flavonifractor\nplautii ферменты, который способны отрезать N-ацетилгалактозамин от\nолигосахарида, таким образом превращая кровь группы A в кровь группы 0. Эти ферменты назвали azymes. Теперь эта же канадская команда исследователей под руководством Стивена Визерса (Stephen G. Withers) из Университета Британской Колумбии проверила открытый способ конвертации группы крови в\nдействии. Они отобрали 8 легких, которые были непригодны для пересадки, а\nзатем поместили их под купол, в котором поддерживалась оптимальная температура,\nа легкие получали раствор из кислорода и\nпитательных веществ. Это стандартная процедура (перфузия легких ex vivo), которую применяют\nв трансплантологии для оценки функции донорских легких, только в этот раз ученые\nдобавили в раствор для перфузии ферменты. В течение четырех часов — а это\nстандартное время перфузии легких ex vivo — органы потеряли 97 процентов A-антигена со стенок эндотелия. Немаловажно\nтакже то, что медики не заметили следов повреждения органов. Чтобы проверить,\nкак легкие отреагируют на плазму крови группы 0, в которой содержатся антитела\nпротив A-антигена, ученые обработали\nей 3 органа. Исследователи не обнаружили реакции комплимента и медиаторов\nвоспаления, а также не увидели гистологических изменений в ткани органов, что говорит об отсутствии реакции антиген-антитело. В будущем медики\nпланируют заняться экспериментами по пересадке обработанных легких мышам, чтобы\nоценить жизнеспособность таких органов. Если испытания на животных, а\nвпоследствии и на людях увенчаются успехом, то, по оценкам авторов, это позволит увеличить количество универсальных донорских органов (с группой 0 по системе AB0)\nс 55 процентов до 80 процентов. Канадские\nтрансплантологи предложили повысить стандартную температуру хранения\nдонорских легких. Они провели эксперименты с легкими свиней, в которых\nтемпература 10 градусов Цельсия оказалась выгоднее для легких, чем стандартная\nтемпература в 4 градуса Цельсия. Анастасия Кузнецова-Фантони '],
 ['Нейросеть DeepMind научилась удерживать плазму в токамаке',
  'Ее работу проверили на реальном токамаке в Швейцарии',
  'Григорий Копиев',
  '2022-02-16',
  '21:35',
  '6.2',
  'IT, Физика',
  'Исследователи из DeepMind вместе с коллегами из Швейцарии создали алгоритм машинного обучения для удержания плазмы в токамаке. Они обучили его на высокоточном симуляторе, а затем показали работоспособность подхода на реальном токамаке в Швейцарии. Статья опубликована в Nature. DeepMind — британская компания, специализирующаяся на развитии методов машинного обучения, купленная Google в 2014 году. Наибольшую известность она получила благодаря своим игровым алгоритмам, которые обыграли людей в го, шахматы и StarCraft II. Но исследователи из DeepMind также занимаются сложными прикладными задачами, пытаясь решить их с помощью методов машинного обучения. Так, в 2016 году они разработали алгоритм синтеза речи WaveNet, существенно повлиявший на развитие этого направления, а за последний год с небольшим разработали модель AlphaFold для предсказания структуры белка и систему AlphaCode для написания программного кода. В прошлом году компания рассказывала, что работает над применением машинного обучения для решения проблем термоядерных реакторов, но на тот момент не раскрывала подробностей и результатов.\n Термоядерный реактор предполагает создание плазмы, в которой происходит управляемый термоядерный синтез — слияние ядер с выделением огромного количества энергии. Для термоядерных реакторов предлагались разные конструкции, но на данный момент лидирует токамак — эту конструкцию разработали советские физики Тамм и Сахаров. Она же используется в международном реакторе ITER, который должен начать работу и получить первую плазму в 2025 году. Токамак состоит из тороидальной камеры, вокруг которой расположены магнитные катушки. Они позволяют удерживать плазму с помощью магнитного поля, не давая ей столкнуться со стенками токамака и разрушить их.\n Еще в середине XX века стало ясно, что удержание плазмы магнитным полем — крайне сложная задача, потому что в ней неминуемо возникают неустойчивости. В итоге даже лучшие токамаки удерживают ее в течение очень небольшого времени: в прошлом году китайский EAST установил рекорд, удержав горячую плазму (120 миллионов градусов) в течение 101 секунды, а создатели ITER рассчитывают на 400-600 секунд. Исследователи из DeepMind во главе с Йонасом Бюхли (Jonas Buchli) и Бренданом Трейси (Brendan Tracey) вместе с коллегами из Швейцарского центра плазмы Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Федерико Феличи (Federico Felici) показали, что алгоритм машинного обучения можно обучить управлять параметрами магнитных катушек токамака и удерживать в нем плазму. Традиционно для этой задачи используется набор алгоритмов-контроллеров, каждый из которых отвечает за отдельный целевой параметр: вертикальное и горизонтальное положение плазмы, ее форма (профиль), ток.    Григорий Копиев '],
 ['Интерферометр VLTI подтвердил единую модель активных галактических ядер',
  'Он вел наблюдения за центром активной галактики М77',
  'Александр Войтюк',
  '2022-02-16',
  '19:00',
  '5.5',
  'Астрономия',
  'Астрономы при помощи наземного интерферометра VLTI нашли новое доказательство единой модели активных галактических ядер. Они выявили пылевую структуру из кольца и диска, которая затеняет от земного наблюдателя сверхмассивную черную дыру в активном ядре галактики М77 и предсказывалась единой моделью. Статья опубликована в журнале Nature, кратко о ней рассказывается на сайте ESO. Единая модель активных галактических ядер была разработана в конце прошлого века. Она гласит, что все активные ядра галактик обладают схожим строением и содержат сверхмассивную черную дыру, окруженную вращающимся аккреционным диском и порождающей струи вещества (джеты), которые направлены перпендикулярно диску. Вся система окружена толстым пылевым тором, а наблюдаемые различия в свойствах ядер объясняются различиям в угле обзора — тор способен частично затенять черную дыру от наблюдателя или полностью скрывать ее.     Ранее мы рассказывали о том, как ученые открыли самый далекий радиогромкий квазар и два новых кандидата в двойные квазары. Александр Войтюк '],
 ['Гравитационное красное смещение уловили на миллиметровой высоте',
  'Для этого понадобились очень точные атомные часы',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-16',
  '19:00',
  '8.4',
  'Физика',
  'Физики сообщили о том, что им удалось зафиксировать эффект гравитационного красного смещения, вызванного перепадом высоты всего лишь в один миллиметр. Для этого им потребовалось сильно улучшить точность атомных часов на основе одномерных оптических решеток. Исследование опубликовано в Nature. Классическая механика Ньютона согласуется с обыденным человеческим опытом. Но чтобы увидеть релятивистские отклонения от нее, физикам начала XX века потребовалось точное оборудование, способное улавливать тонкие эффекты. С этого момента физика стала развиваться по принципу, согласно которому увеличивающаяся точность эксперимента определяет направление теоретической мысли. Одним из важнейших инструментов, применяемых на этом пути, стали атомные часы. В их основу положено точное измерение частоты атомного перехода. Наиболее точными часами сегодня считаются оптические атомные часы, которыми физики манипулируют с помощью света. Среди прочих исследований, связанных с проверками фундаментальных теорий, физики применяют такие часы для измерения релятивистских эффектов, в частности, гравитационного красного смещения часовой частоты. В основе этого эффекта лежит идея гравитационного замедления времени вблизи массивного объекта. На бытовом уровне этот эффект незаметен (мы не стареем ощутимо быстрее, совершая перелеты на большой высоте), но атомные часы способны его уловить — это выяснилось еще в 1971 году. Со временем физики научились измерять красное смещение исключительно на поверхности Земли, обнаруживая его для перепадов высот всего в несколько десятков сантиметров. Эти работы заложили основу релятивистской геодезии, точность которой напрямую зависит от чувствительности частот атомных часов к перепаду высот. Группа физиков из Великобритании и США при участии Тобиаса Ботвелла (Tobias Bothwell) из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) смогла вывести эту чувствительность на новый уровень. Внеся некоторые модификации в схему работы атомных часов на основе одномерных оптических решеток, они смогли зафиксировать разницу в частотах атомов, расположенных на расстоянии одного миллиметра друга от друга по высоте. Эта разница оказалась в хорошем согласии с поправками на гравитационное красное смещение. Согласно релятивистским законам относительная разница частот между двумя одинаковыми часами, расположенных на различной высоте, будет пропорциональна расстоянию между ними, умноженному на ускорение свободного падения и поделенному на квадрат скорости света. Несложные расчеты показывают, что градиент вариации относительной частоты будет равен −1,09 × 10−19 обратных миллиметров (эта величина рассчитана для лаборатории JILA, в другой точке планеты она может быть несколько другой в силу вариативности ускорения свободного падения). Таким образом, чтобы достоверно зафиксировать красное смещение на миллиметровом масштабе, точность измерения относительной частоты должна быть на порядок выше. Для этой цели физики помещали 100000 спин-полязированных атомов стронция при температуре 100 нанокельвин в одномерную оптическую решетку. Система была устроена так, что атомное облако распределялось по ячейкам решетки в области около миллиметра по высоте. Как правило, в подобных часах используется большое число атомов на ячейку при высокой глубине ловушечного потенциала. Таким путем удается достичь внушительных точностей измерения частоты, однако дальнейшее улучшение сдерживают процессы взаимодействия между атомами, а также динамический эффект Штарка, создаваемый интенсивным лазерным полем решетки.  Таким способом ученые добились рекордного времени оптической когерентности для состояния 3P0 атома стронция, равного 37 секундам, и стабильности часов, равной 3,1 × 10−18 на 1 секунду измерения. При измерении относительной частоты для нескоррелированных участков оптической решетки в течение суммарно 92 часов это дало неопределенность, равную 7,6 × 10−21, которой оказалось достаточно, чтобы зафиксировать гравитационное красное смещение. В частности, после учета всех систематических и статистических погрешностей градиент вариации относительной частоты оказался равен (−1,28±0,27) × 10−19 обратных миллиметров только для нескоррелированных участков и (−0,98±0,23) × 10−19 обратных миллиметров для всей решетки в целом. Оба значения оказались в согласии с теоретическим сдвигом. Описанная работа — это не единственный пример того, как экспериментальная атомная физика позволяет исследовать тонкие релятивистские эффекты. Недавно физики с помощью атомов обнаружили гравитационный эффект Ааронова — Бома. Марат Хамадеев '],
 ['Твердость эластичного сплава увеличилась при нагревании',
  'Химики изготовили такой сплав из пяти разных металлов',
  'Михаил Бойм',
  '2022-02-16',
  '17:36',
  '4.3',
  'Химия, Материалы',
  'Химики из Китая и Тайваня приготовили эластичный сплав из кобальта, никеля, гафния, титана и циркония. Из-за искаженной кристаллической решетки его модуль упругости практически не зависит от температуры. Более того, в отличие от большинства других, этот сплав становится жестче при нагревании, пишут ученые в Nature.  Большинство металлов и сплавов при нагревании расширяются, а их механические свойства из-за этого изменяются. Первый сплав, у которого модуль упругости практически не менялся с изменением температуры, получил Шарль Эдуаар Гийоом в начале XX века. Он назвал необычный сплав элинваром, а впоследствии, когда таких материалов стало больше, их для удобства объединили в отдельный класс и стали называть «элинвары». Применяли такие сплавы для изготовления деталей механических часов и морских хронометров. Химики под руководством Ян Юна (Yang Yong) из Городского университета Гонконга изготовили сплав, у которого механические свойства не зависят от температуры, как у элинваров. Более того, он становится немного тверже при нагревании. Авторы сплавили образцы кобальта, никеля, гафния, титана и циркония с помощью дуговой печи и получили сплав примерного состава Co25Ni25(HfTiZr)50 (формула отражает только примерное соотношение атомов металлов).  Атомные радиусы элементов, из которых химики приготовили сплав, сильно различаются. Обычно это приводит к разрушению кристаллической решетки и образованию аморфной фазы. Но в этом случае, к удивлению авторов, сплав получился кристаллическим. Эксперименты по электронной микроскопии показали, что атомы металлов в кристалле распределились равномерно, а структура решетки соответствует типу B2.  Далее химики провели дополнительные эксперименты и выяснили, что эффективность хранения энергии для их сплава приближается к 100 процентам. Чтобы наглядно продемонстрировать этот факт, химики провели эксперимент, в котором бросали шарики из разных сплавов на твердую поверхность. Как можно видеть, шарик из нового сплава отскакивал дольше всего.  Чтобы выяснить причину такого необычного поведения их сплава, химики провели эксперименты по дифракции рентгеновских лучей. Они хотели узнать, не претерпевает ли их материал фазового перехода при деформации. Оказалось, что этого не происходит, и авторы предположили, что необычная эластичность и упругость их материала связана с его сильно деформированной кристаллической структурой. Проведенные компьютерные расчеты методом теории функционала плотности и другие дополнительные эксперименты подтвердили это предположение. В результате химики получили очень эластичный и упругий материал с деформированной кристаллической решеткой. Его модуль Юнга увеличивался при нагревании выше 900 кельвинов, что совершенно не характерно для металлов и металлических сплавов. Авторы работы надеются, что комбинация таких необычных свойств найдет свое применение в новых технологических разработках.  Ранее мы рассказывали о другом очень необычном материале, который получили из древесины американские материаловеды. Им удалось увеличить твердость обычной древесины в двадцать три раза. Михаил Бойм '],
 ['Канадцы научили дрон находить людей по сигналу телефона',
  'Даже когда они не ловят сеть',
  'Василиса Чернявцева',
  '2022-02-16',
  '17:04',
  '2.5',
  'Роботы и дроны, Гаджеты',
  ' Канадская компания Robotics Centre разработала модуль Echo SAR, позволяющий дрону определять местонахождение мобильных телефонов, даже когда они не ловят сеть. Это может пригодиться в поисково-спасательных операциях, при охране границ и отслеживании передвижений команд лесных пожарных. Сегодня беспилотники нередко используют для поиска людей и охраны территорий. Например, в 2011 году оценку распространения радиационного заражения и поиск пострадавших от аварии на японской атомной электростанции в Фукусиме проводили RQ-4 Global Hawk. А у американской авиабазы «Трэвис» есть квадрокоптеры-сторожа, которые вылетают на место при срабатывании сигнализации нарушения периметра или получении сигнала о возгорании. В основном для поиска людей дроны используют камеры или тепловизоры.  Robotics Centre разработала модуль Echo SAR, который позволяет дрону определять местонахождение мобильных телефонов. Он включает в себя систему обнаружения мобильных телефонов Artemis, которую уже используют на пилотируемых летательных аппаратах. Artemis находит любые включенные мобильники в радиусе 30 или более километров и может отправить им сообщения или, наоборот, получить от них СМС и звонки.  Echo SAR адаптирует эту технологию для небольших дронов. Причем весьма определенных — квадракоптеров SkyRanger R70 и R80D SkyRaider. Модуль весит 1,04 килограмма и может работать при температурах от минус 20 до 50 по Цельсию. Его внутренняя память — 32 гигабайта.  Разработчики считают, что Echo SAR пригодится в поисково-спасательных операциях, где он поможет быстро определить местонахождение телефонов пострадавших даже при полном отсутствии сети. В случае стихийного бедствия он может отправить сообщения на все телефоны, находящиеся в его зоне действия. Кроме того, модуль можно использовать при охране границ или при тушении лесных пожаров.  Ранее мы писали про рой дронов, который умеет самостоятельно находить утечку газа в помещениях. Они применяют лазерные дальномеры и алгоритм, похожий на принцип поиска еды птицами.  Василиса Чернявцева '],
 ['Гоночный автопилот обогнал лучших игроков в автосимуляторе Gran Turismo Sport',
  'И научился правилам спортивного этикета',
  'Андрей Фокин',
  '2022-02-16',
  '16:44',
  '3.6',
  'IT, Обеспилочено',
  'Инженеры из подразделения искусственного интеллекта компании Sony разработали алгоритм автопилота GT Sophy для гоночного автосимулятора Gran Turismo Sport. Они использовали метод обучения с подкреплением и множество заранее сконфигурированных сценариев, в которых нейросетевой агент обучался проходить трассу за минимально возможное время и использовал различные тактики для обгона соперников. GT Sophy научилась, например, пользоваться ошибками соперников и применять слипстрим, двигаясь в завихренном воздушном потоке за другой машиной. Кроме этого разработчики научили алгоритм соблюдать спортивный этикет, избегать критических столкновений с другими машинами и срезать углы. В киберспортивных соревнованиях GT Sophy показала наилучшее время в одиночных заездах, а также смогла победить команду лучших игроков в совместных гонках, набрав вдвое больше очков. Статья с описанием разработки опубликована в журнале Nature. Прогресс в создании автомобильных автопилотов достиг уровня, когда некоторые\r\nкомпании уже готовы к запуску\r\nсервисов такси, в которых будут использоваться только полностью\r\nбеспилотные автомобили. Считается, что существующие алгоритмы уже достаточно\r\nсовершенны, чтобы справиться с большинством типичных ситуаций,\r\nвозникающих на дорогах. Однако, многое меняется с увеличением\r\nскорости движения, когда динамика взаимодействия автомобиля с дорожным\r\nпокрытием и воздушным потоком приобретает сложный нелинейный характер.  Наиболее экстремально такого рода эффекты проявляются в автоспорте, в\r\nкотором автопилоту, помимо сложной физики управления на высоких скоростях,\r\nприходится сталкиваться и с другими проблемами. Для победы над соперниками\r\nна трассе необходимо не только успешно удерживать автомобиль\r\nна выбранной траектории, не допуская потери управления,\r\nно и использовать тактические приемы: выжидать нужный момент для\r\nманевра и выбирать оптимальную траекторию для обгона, или, к примеру,\r\nиспользовать возмущенные воздушные потоки, образующиеся позади автомобиля\r\nсоперника, для получения преимущества в виде уменьшения сопротивления\r\nвоздуха и снижения расхода топлива (слипстрим). Кроме того, как\r\nи в любых соревнованиях беспилотный гоночный автомобиль должен соблюдать\r\nспортивный этикет — определенный набор правил, которые запрещают\r\nнеспортивное поведение. К примеру, нельзя сталкивать автомобили соперников\r\nс трассы или срезать углы.  Так как обучение и тестирование автопилотов для гоночных автомобилей\r\nв реальных условиях осложняется высокой вероятностью столкновений,\r\nто во многих исследованиях и разработках, посвященных этой теме,\r\nпреимущественно используются возможности симуляторов. По тому же пути пошла\r\nи команда инженеров в области машинного обучения из подразделения\r\nSony AI под руководством Питера Вурмана (Peter Wurman). В качестве\r\nтестового полигона для своей новой разработки — гоночного автопилота GT Sophy —\r\nони выбрали автосимулятор Gran Turismo Sport для Sony\r\nPlayStation 4. Частично новый проект основан на предыдущей версии автопилота, о которой мы писали ранее. За основу нового алгоритма GT Sophy, как и раньше, взят нейросетевой\r\nагент, который получает на вход сырые данные с сенсоров виртуального\r\nавтомобиля и превращает их в сигналы управления — угол поворота руля и\r\nположения газа и тормоза. Это позволяет отказаться от модельного подхода, в котором бы потребовалось описывать взаимодействие автомобиля с окружающим миром. Вместо этого нейросеть обучается взаимодействию с окружением непосредственно из опыта.  Программный интерфейс (API) Gran Turismo позволяет\r\nполучать информацию о линейной и угловой скорости, ускорении, нагрузках на\r\nшины, угле поворота корпуса автомобиля по отношению к центральной линии трассы,\r\nа также вычислять дистанцию до окружающих объектов: других автомобилей и границ\r\nтрассы. Тренировка\r\nагента происходила методом обучения с подкреплением. В этом варианте\r\nмашинного обучения агент учится взаимодействовать с окружением методом проб и\r\nошибок. Каждое действие агента вызывает отклик среды, который называется\r\nвознаграждением и служит мерой правильности выполняемых агентом действий.\r\nНекоторые из них приводят к возрастанию величины вознаграждения, тогда как\r\nдругие — неправильные — штрафуются и снижают награду. Алгоритм запрограммирован\r\nстремиться к максимальной величине вознаграждения, поэтому в процессе обучения\r\nон начинает избегать неправильных действий. Зачастую\r\nуспешность метода обучения с подкреплением зависит именно от выбора функции,\r\nзадающей величину вознаграждения.   У GT Sophy основные компоненты функции вознаграждения\r\nстимулируют агента проходить трассу за как можно меньшее время (то есть\r\nподдерживать максимально возможную скорость), сокращать дистанцию до машин соперников, двигающихся впереди, обгонять их, а затем пытаться оторваться от них, увеличивая дистанцию. При этом в функцию\r\nвходят и штрафные параметры. Величина вознаграждения будет уменьшена, например,\r\nза отклонение от траектории, что должно препятствовать срезанию углов. Предусмотрены\r\nтакже штрафы за пробуксовку колес, за контакт с другими машинами и границами\r\nтрассы. Этих событий алгоритм старается избежать. Отдельно учитывается контакт\r\nс задней частью впереди идущего автомобиля, в результате которого оппонент может\r\nлегко потерять контроль над машиной, что может быть расценено как неспортивное\r\nповедение.  Для обучения\r\nнейросети GT Sophy разработчики используют разновидность\r\nалгоритма мягкого актора-критика (quantile regression soft actor-critic). В этом подходе\r\nодна часть алгоритма (актор) генерирует политику, то есть выбирает какие\r\nдействия (угол поворота руля, положения педалей газа и тормоза) нужно совершить на основе наблюдений агента, а другая часть (критик)\r\nоценивает, насколько хороши эти действия. Обучение выполняется асинхронно, несколько\r\nкопий агентов действуют на трассе, используя последнюю сгенерированную политику\r\nи одновременно пополняют буфер опыта новыми данными, которые используются для\r\nобучения и генерирования обновленной версии политики. Для тренировки нейросетей алгоритма в датацентре PlayStation Now\r\nиспользовались мощности видеокарты Nvidia V100 или A100, восемь CPU и 55 гибибайтов ОЗУ. Генерация\r\nопыта для алгоритма происходила с помощью агентов в автосимуляторах, работающих на\r\nнескольких (от 10 до 20) консолях PlayStation 4. При этом игра поддерживает управление\r\nдо 20 автомобилями на одной трассе одновременно. Обучение GT Sophy прохождению трасс на скорость с\r\nиспользованием 10 консолей PS4 занимало в среднем около 8 дней, а\r\nтренировка алгоритма в заездах с другими автомобилями на трассе от 7 до 12 дней\r\nна 20 приставках. Обычно на то, чтобы просто освоиться с трассой у Sophy уходило несколько часов, а все\r\nостальное время требовалось, чтобы достичь результатов, превосходящих результат\r\n95 процентов игроков, согласно доступной игровой статистике.  Для того чтобы GT Sophy могла не только выигрывать заезды на\r\nскорость, но и участвовать в полноценных гонках одновременно с реальными\r\nсоперниками на трассе, разработчики включили в тренировку множество сценариев,\r\nкоторые помогли алгоритму обучиться полезным тактическим приемам. В них\r\nварьировались число одновременно присутствующих на трассе автомобилей их стартовые\r\nпозиции, скорости и расстояния между ними. Так же менялось их поведение и степень агрессивности вождения. Среди сценариев были, например, такие, которые помогали алгоритму научиться проезжать сложные места на трассе, например шикану, и использовать слипстрим. Для сокращения времени обучения на одной трассе могло присутствовать больше одного агента и групп соперников.  Летом и\r\nосенью 2021 года GT Sophy приняла участие в двух киберспортивных\r\nсоревнованиях, в которых ее эффективность сравнили с результатами лучших\r\nигроков в Gran Turismo Sport. Соревнования\r\nпроходили на трех трассах в формате заездов на время, когда на\r\nтрассе находился только один автомобиль, и в гонках с реальным игроками, в которых\r\nна трассе одновременно находилось четыре автомобиля под управлением GT Sophy и четыре автомобиля, управляемых людьми.\r\nОбщий результат команды в совместных заездах складывался из очков, которые получал каждый из участников\r\nв зависимости от места, на котором он финишировал. Во всех\r\nзаездах на время Sophy показала лучшее время, но в групповом заезде 4 на 4 в первом соревновании летом 2021 года алгоритм\r\nуступил команде людей с суммарным счетом 86 очков против 70. После внесенных\r\nразработчиками изменений в настройки и сценарии обучения, а также увеличения размера\r\nиспользуемой нейросети, GT Sophy приняла участие в следующем турнире\r\nосенью 2021 года. В нем алгоритм победил команду лучших игроков со счетом 104 очка\r\nпротив 52.  Спортивные игры часто используют для экспериментов с машинным обучением. Недавно мы рассказывали о новом алгоритме от компании DeepMind, который обучили играть в футбол, использовать сложные движения, такие как дриблинг и помогать партнерам по команде.  Андрей Фокин '],
 ['Google представила версию Chrome OS для обычных компьютеров',
  'В ней не будет части функций из обычной Chrome OS',
  'Григорий Копиев',
  '2022-02-16',
  '15:26',
  '2.7',
  'IT',
  'Компания Google представила Chrome OS Flex — версию своей операционной системы, которую можно установить на обычный компьютер. В отличие от полноценной Chrome OS на хромбуках, новая версия не будет поддерживать запуск Android приложений, кроме того, разработчики не добавили поддержку технологий, используемых во многих ноутбуках, таких как CD-приводы и порты Thunderbolt. Chrome OS — операционная система, построенная вокруг браузера Google Chrome. В ней, как и в обычных настольных операционных системах, есть окна и панель задач, однако вместо обычных программ используются веб-приложения, а файлы хранятся в облаке (при этом их можно закешировать для работы без интернета). В последние годы Chrome OS также получила возможность запускать приложения, изначально разработанные для Linux и Android. Chrome OS используется только на хромбуках и других компьютерах, изначально выпущенных с этой операционной системой. Официально установить ее на другие устройства, к примеру, на Windows-ноутбуки, нельзя, хотя энтузиасты разработали для этого неофициальные методы. В тоже время Chrome OS, как и Google Chrome, основана на открытом проекте Chromium, поэтому гипотетически эту операционную систему можно собрать самому и установить на почти любое «железо». Но такая версия не будет включать в себя часть функций, в том числе поддержку Android-приложений и Google Assistant, а также автоматические обновления. Кроме того, Chromium не предоставляет готовые для установки образы, их необходимо собирать самостоятельно, что затруднительно для неподготовленных пользователей. В 2020 году Google купила компанию, которая разрабатывала и поддерживала CloudReady — готовую сборку Chromium OS. Теперь компания выпустила на базе этого проекта официальную версию Chrome OS, которую можно установить на обычные компьютеры. В основном она позиционируется как способ модернизировать старые ноутбуки. Разработчики опубликовали список из сотен моделей разных производителей, на которых они протестировали работу Chrome OS Flex, среди них есть модели конца 2000-х годов. У большей части из них обнаружены лишь небольшие проблемы совместимости, но базовые функции системы работают. Среди минимальных требований стоит выделить наличие четырех гигабайт оперативной памяти, но неясно, является ли это требование необходимым или же это рекомендация разработчиков. Компания отмечает, что разработчики не будут тестировать и поддерживать функции, распространенные на многих ноутбуках, в том числе старых. Например, не поддерживаются CD- и DVD-приводы, порты FireWire и Thunderbolt (они будут работать как обычные USB), сканеры отпечатка пальца и лица, а также стилусы. Помимо ограничений по аппаратному обеспечению, новая система лишена части программных функций, в том числе поддержки Android и Google Play, а также Parallels Desktop для запуска Windows. Поддержка Linux-приложений будет работать лишь на части компьютеров. Для установки необходимы флешка объемом от восьми гигабайт и браузер на базе Chromium (Chrome, Edge, Яндекс.Браузер и другие), в который нужно установить расширение для создания загрузочной флешки. Пока система находится на этапе разработки, ожидается, что стабильная версия выйдет через несколько месяцев. Помимо Chrome OS и Android Google разрабатывает третью операционную систему — Fuchsia. Предполагается, что она сможет работать на устройствах разных типов. В прошлом году компания впервые использовала ее в серийном устройстве, разослав ее на умные экраны Nest Hub. Поскольку Fuchsia имеет открытый код, на его базе уже есть сборки для компьютеров, развиваемые энтузиастами. Григорий Копиев '],
 ['В височной коре нашли нейроны сложения и вычитания',
  'И одни из них реагируют только на операции сложения, а другие - только на вычитание',
  'Екатерина Рощина',
  '2022-02-16',
  '14:46',
  '2.5',
  'Психология, Медицина',
  'В мозгу есть нейроны, которые активируются во время совершения определенных математических операций. Одни из обнаруженных клеток активны исключительно во время операций сложения, тогда как другие — при совершении операций вычитания. При этом эти нейроны реагируют одинаково, независимо от того, записана ли инструкция вычислений в виде слова («прибавить» или «отнять») или символа (знаков плюс и минус). Статья опубликована в журнале Current Biology. В совершении даже самых простых арифметических действий задействованы сразу несколько систем мозга. Считается, что у людей и приматов основную роль в формировании представлений о числах и манипулировании числами играют теменная и префронтальная кора. Однако и другие зоны участвуют в обеспечении этих операций, например, медиальная височная кора. Так, известно, что объем гиппокампа и его функциональная связь с дорсолатеральной и вентролатеральной префронтальной корой предопределяют успех в математике у младших школьников. А снижение объема серого вещества парагиппокампальной извилины отмечается у детей с дискалькулией — трудностями в обучении или понимании арифметики (дискалькулия — достаточно сложный феномен, который не объясняется единичным структурным изменением, она связана с множеством и других изменений в структуре серого и белого вещества целого ряда регионов мозга, и указанное снижение лишь одно из этого большого списка). И, наконец, в медиальной височной коре находятся отдельные группы нейронов, которые кодируют числа. А как нейроны этого региона участвуют непосредственно в операциях сложения и вычитания неизвестно. Андреас Нидер (Andreas Nieder) из Тюбингенского университета и Флориан Морманн (Florian Mormann) из Боннского университета вместе с группой ученых провели исследование, в котором приняли участие пациенты с резистентной формой эпилепсии — пять женщин и четыре мужчины. Для лечения эпилепсии участникам имплантировали электроды в височную долю мозга, но также эти электроды позволили ученым изучить активность отдельных нейронов височной доли во время того, как участники совершали простые арифметические операции с числами от нуля до пяти. Числа предъявлялись в одних задачах в виде арабских цифр, а в других — соответствующим количеством точек. Арифметическое действие также было записано двумя способами: либо знаками плюса и минуса, либо немецкими словами «und» и «weniger», обозначающими сложение/прибавление и вычитание. Для ответа участники с помощью сенсорной панели с цифрами от нуля до девяти вводили ответ, а затем получали обратную связь, указывающую, был ли результат правильным («richtig») или ложным («falsch»).   В ходе эксперимента авторы зарегистрировали потенциалы действия 585 одиночных нейронов из медиальной височной коры, среди них 126 нейронов в парагиппокампальной коре, 199 нейронов в гиппокампе, 107 нейронов в энторинальной коре и 153 нейрона в миндалевидном теле. А далее используя многофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) ученые среди этих нейронов нашли те, которые избирательно активируются только на операции сложения, а другие — только на операции вычисления. Арифметическая задача появлялась не сразу, а по одному элементу через каждые 500 миллисекунд: сначала появлялось первое число, следом знак или слово, обозначающие операцию, и последним второе число. Благодаря этому ученые смогли выделить те нейроны, которые реагировали исключительно на обозначающее арифметическое действие: знак или слово (p < 0,001). При этом эти нейроны реагировали одинаково, независимо от того, записана ли инструкция вычислений в виде слова или знака. Также исследователи вводили модели активности клеток в самообучающуюся компьютерную программу. В то же время они сообщали программному обеспечению, вычисляют ли испытуемые в данный момент сумму или разницу. Когда алгоритм столкнулся с новыми данными о деятельности после этой фазы обучения, он смог с высокой точностью определить, во время какой вычислительной операции он был записан (p <0,05), и снова независимо от того как подана инструкция вычисления, в виде знака или слова. Так авторы дополнительно подтвердили свои результаты. Авторы считают свою работу важным шагом к лучшему пониманию одной из самых важных символических способностей человека, а именно процессов вычисления с числами. В ходе будущих исследований ученые планируют более детально изучить обнаруженные ими клетки и их популяции. В последние годы связь математических способностей с функционированием нейронов неизменно привлекает интерес исследователей. Так, в прошлом году американские ученые, которые обратили свое внимание на лобную и теменную области, обнаружили, что высокая концентрация гамма-аминомасляной кислоты в левой средней лобной извилине предсказывает успехи в выполнении математических заданий. Екатерина Рощина '],
 ['Археологи нашли в Норвегии вытаявшие из ледника древние стрелы и «палки-пугалки»',
  'Древнейшим артефактам около 2800 лет',
  'Михаил Подрезов',
  '2022-02-16',
  '12:59',
  '2.9',
  'Археология',
  'Норвежские археологи исследовали территорию горного перевала Сандгровскардет, высвободившуюся из-под ледника. Они обнаружили пять древних стрел, причем три из них были с железными наконечниками. Эти артефакты, по мнению археологов, относятся к 800 году до нашей эры — 600 году нашей эры. Среди других находок выделяются «палки-пугалки», которые использовались при охоте на северных оленей. Об этом сообщают исследователи из проекта Secrets of the Ice на своей странице в фейсбуке. Глобальное изменение климата позволило развиваться новому научному направлению — ледниковой археологии, в рамках которой ученые исследуют хранившиеся длительное время во льдах находки. Толчком к развитию этого направления послужило обнаружение в 1991 году в Эцтальских Альпах ледяной мумии, пролежавшей там более пяти тысяч лет, о чем можно прочитать в нашем материале «Из пропасти во льду». Подобные исследования проводятся в разных регионах, например, в Монголии, где растаявший ледник позволил археологам обнаружить останки архаров и древнее оружие. Другим важным регионом для ледниковой археологии выступают Скандинавские горы, где сосредоточены крупнейшие ледники в материковой Европе. В 2011 году исследования начались в районе горного перевала Лендбрен, где ученые обнаружили вмерзшую в лед шерстяную тунику III–IV века нашей эры. С тех пор археологи, пристально изучающие этот район, нашли сотни артефактов, древнейшим из которых около шести тысяч лет. Так, только за последние годы стало известно об обнаружении средневекового свечного ящика, оживленной дороги и затерянного поселения эпохи викингов.  Археологи обнаружили пять стрел. Две из них оказались деревянными и очень длинными — до одного метра. По мнению исследователей, они относятся примерно к 800 году до нашей эры. У трех стрел сохранились железные наконечники. Среди находок оказался длинный и плоский черешковый наконечник, известный по скандинавским погребениям железного века (300–600 годы нашей эры). Кроме того, ученые выделили плоский двухлопастной черешковый наконечник треугольной формы, единственная аналогия которому в этом регионе была обнаружена в погребении, относящемся к 550–600 годам нашей эры.  Среди прочих находок археологи отметили кости и рога северных оленей. Они собрали эти фаунистические материалы, полагая, что их можно будет использовать для исследования ДНК. Кроме того, возраст этих костей можно будет сравнить с возрастом других артефактов. Осенью прошлого года стало известно о другой яркой находке, сделанной участниками проекта Secrets of the Ice. Они достали из растаявшего ледника лыжу эпохи викингов. В пяти метрах от нее ученые в 2014 году уже сделали аналогичную находку. Михаил Подрезов '],
 ['NASA показало демонстратор тихого сверхзвукового самолета',
  'Сейчас он проходит испытания на прочность',
  'Василиса Чернявцева',
  '2022-02-16',
  '12:12',
  '2.5',
  'Авиация',
  ' NASA опубликовало фотографию демонстратора тихого сверхзвукового самолета X-59. Сейчас он проходит испытания на прочность в Форт-Уэрте накануне первого полета, запланированного в этом году.  Сегодня сверхзвуковым самолетам запрещено летать над населенной частью суши. Они создают ударные волны, которые слышны на земле как оглушительные хлопки. Но если воспринимаемый уровень шума от сверхзвуковых летательных аппаратов не будет превышать комфортных для человеческого слуха 75 децибел, ситуация может измениться.  NASA и Lockheed Martin разрабатывают тихий сверхзвуковой самолет X-59 с 2016 года по проекту QueSST. Они планируют снизить его шумность за счет аэродинамической конструкции планера, при которой на его поверхности будет образовываться как можно меньшее количество ударных волн. А те, что все-таки образуются, будут менее интенсивными.  Согласно проекту, демонстратор тихого сверхзвукового самолета — однодвигательный, длиной 28,7 метра. Его планер, фюзеляж и крыло внешне напоминают перевернутый самолет. Для маневрирования на малой скорости полета на него установлены обычные вертикальный киль и горизонтальные рули. Уменьшить шумность самолета должна помочь удлиненная острая носовая часть, полностью загораживающая летчикам передний обзор.  Первый полет демонстратора X-59 был запланирован на 2021 год, Но из-за пандемии процесс согласования разрешения на летные испытания самолета с Федеральным управлением гражданской авиации США затянулся, и разработчики сдвинули начало испытаний на 2022 год. Данные, которые они получат во время этих испытаний, в дальнейшем позволят выработать нормативную базу для сверхзвуковой авиации.  NASA в феврале опубликовало фотографии демонстратора X-59 на предприятии в Форт-Уэрте, где его тестируют на прочность. Во время этих тестов инженеры прежде всего хотят убедиться, что самолет справится с ожидаемыми нагрузками. Под нагрузками подразумевается все, что будет оказывать давление на конструкцию летательного аппарата. Поскольку демонстратор еще не летает, испытания проводятся с помощью гидравлического пресса.   К последней неделе января самолет прошел около 80 процентов тестов на прочность. Когда они завершатся, разработчики приступят к испытаниям топливных баков X-59. Затем на самолет установят двигатель, шасси, дисплеи в кабине и другие системы. Его первый полет по-прежнему ожидается в этом году.  Среди проектов тихих сверхзвуковых летательных аппаратов есть не только пилотируемые самолеты, но и беспилотники. Такой создает стартап Exosonic, о котором мы писали ранее. Тихий сверхзвуковой беспилотник должен будет помогать пилотам в тренировочных миссиях, изображая противника. Василиса Чернявцева '],
 ['Врачи сообщили о ремиссии у пациентки с ВИЧ после переливания пуповинной крови',
  'Ей также дополнительно пересадили стволовые клетки взрослого человека',
  'Анастасия Кузнецова–Фантони',
  '2022-02-16',
  '12:04',
  '2.5',
  'Медицина',
  'Американские врачи сообщили о четвертом вероятном случае излечения от ВИЧ после пересадки стволовых клеток. Пациентка из Нью-Йорка вот уже 14 месяцев после отмены антиретровирусной терапии находится в ремиссии, сообщает The Guardian. Ей не только пересадили стволовые клетки взрослого, но также и перелили пуповинную кровь, клетки которой лучше адаптируются к реципиенту. ВИЧ-инфекция пока остается неизлечимой, хотя недавно начались клинические испытания системы CRISPR/Cas, в которых медики попытаются вырезать ВИЧ из генома лимфоцитов. Обезьян в доклинических испытаниях полностью избавить от вируса не удалось, но количество вирусной ДНК уменьшилось в некоторых случаях на 95 процентов. Тем не менее уже известны единичные случаи излечения людей от ВИЧ. Всем таким пациентам пересадили клетки костного мозга с мутацией в гене CCR5. Рецептор CCR5 нужен вирусу, чтобы проникнуть в клетки иммунной системы, а мутация затрудняет этот процесс и делает носителя устойчивым к инфекции. На сегодняшний день было известно о трех таких пациентах: «берлинском», «лондонском» и «дюссельдорфском». Теперь к ним прибавится еще и женщина из Нью-Йорка, у которой ВИЧ диагностировали в 2013 году, а через четыре года после этого — лейкемию. Из-за этого заболевания женщина и получила лечение стволовыми клетками, но в этот раз врачи использовали не только стволовые клетки взрослого человека, но также и перелили пуповинную кровь, клетки которой несли мутацию, обеспечивающую устойчивость к ВИЧ. Переливание пуповинной крови имеет свои преимущества: во-первых, не надо очень тщательно подбирать совместимого донора, а во-вторых, они лучше адаптируются у реципиента. Дополнительные стволовые клетки взрослого человека в этом случае делают трансплантат более устойчивым и безопасным. Операцию по пересадке женщине сделали в августе 2017 года, и она ушла в ремиссию по лейкемии. Через три года после трансплантации врачи отменили ей лечение антиретровирусными препаратами, и 14 месяцев спустя ВИЧ в крови у нее все еще не определяется. Кроме излечения после пересадки стволовых клеток, известны также случаи самопроизвольного излечения от вируса иммунодефицита. Мы рассказывали о двух таких женщинах в 2020 году и в 2021 году. Анастасия Кузнецова-Фантони '],
 ['Белок-транспортер замедлил метастазирование опухолевых клеток',
  'Удаление белка MFSD1 в клетках аденокарциномы кишечника мыши приводило к более активному образованию метастазов',
  'Наталья Кондратенко',
  '2022-02-16',
  '10:25',
  '2.9',
  'Биология, Медицина',
  'Группа специалистов из разных стран обнаружила, что белок-транспортер MFSD1 препятствует способности опухолевых клеток образовывать метастазы. Удаление гена MFSD1, напротив, приводило к более активной миграции клеток. Статья, рассказывающая об исследовании, опубликована в журнале Frontiers in Oncology. Способность к метастазированию — одна из отличительных особенностей злокачественных опухолей, которая существенно снижает продолжительность жизни пациентов с онкологическими заболеваниями. В процессе метастазирования опухолевые клетки перемещаются по организму и могут оседать в других тканях и органах, образуя там вторичные новообразования.  Однако перемещаться по организму могут не только опухолевые клетки. Это способностью также обладают некоторые нормальные клетки организма, например макрофаги. В незрелом состоянии — такие клетки называются моноцитами — они циркулируют по кровотоку, пока не оседают в тканях, превращаясь в тканевые макрофаги. Но даже будучи дифференцированными, они сохраняют способность к амебоидному движению.  В 2019 году группа ученых из Австрии показала, что ключевую роль в способности макрофагов Drosofila melanogaster к перемещению играет белок Mrva. Mrva относится к семейству транспортеров растворимых соединений — мембранных белков, которые способны переносить через мембрану неорганические и органические вещества, такие как сахара, витамины и аминокислоты. Семейство транспортеров растворимых соединений включает около 400 белков, функция значительной части которых на данный момент неизвестна.  Группа ученых из Австрии, Германии, Польши и Швейцарии под руководством Дарьи Зикхаус (Daria Siekhaus) из австрийского Института науки и технологии изучила роль MFSD1 — функционального гомолога белка Mrva дрозофилы — в способности опухолевых клеток к метастазированию. Для этого специалисты применяли анализ заживления ран. Этот метод заключается в том, что на монослой клеток наносится царапина. Клетки, находящиеся рядом с местом повреждения, стремятся мигрировать в образовавшиеся пустоты и заполнить их. Похожее явление, когда клетка перестает быть прикрепленной к своей естественной подложке — внеклеточному матриксу — и приобретает подвижность, характерную для метастазирующих клеток.  Работу выполняли на культуре клеток карциномы кишечника мыши. Анализ заживления ран показал, что снижение экспрессии или удаление гена MSFD1 усиливало миграцию клеток в область повреждения. Авторы отмечают, что снижение или полное отсутствие экспрессии MFSD1 не влияло на пролиферацию клеток, и потому «заживление» раны обуславливалось только приобретению клетками подвижности. Внутривенное введение мышам клеток опухоли со сниженной экспрессией MFSD1 приводило к увеличению у животных числа метастазов. Специалисты также оценили корреляцию между уровнем экспрессии MFSD1 и средней продолжительностью жизни после постановки диагноза у пациентов с раком легких, раком желудка и раком груди. У пациентов с аденокарциномой легких и высоким уровнем экспрессии MFSD1 средняя продолжительность жизни после постановки диагноза составила 150 месяцев, а у пациентов с низким уровнем экспрессии MFSD1 — 72 месяца. Похожую тенденцию наблюдали у пациентов с раком желудка и раком груди: при высоком уровне экспрессии MFSD1 средняя выживаемость составляла 70 и 55 месяцев, а при низком — 22 и 20 месяцев, соответственно. Для плоскоклеточного рака легких корреляции между выживаемостью и уровнем экспрессии MFSD1 обнаружено не было. Ранее ученые смогли уменьшить число метастазов у мышей, добавив в их рацион капсаицин — активный компонент перца чили. Употребление никотина, напротив, увеличивало риск возникновения метастазов в головном мозге у пациентов с раком легких.  Наталья Кондратенко '],
 ['Норвежские археологи нашли деревянный артефакт с руническим письмом',
  'В небольшой надписи содержится имя владельца этого предмета',
  'Михаил Подрезов',
  '2022-02-16',
  '09:47',
  '2.9',
  'Археология, История',
  'Норвежские археологи обнаружили в Осло деревянный артефакт, на котором вырезаны руны. Исследование показало, что текст на предмете обозначает подпись владельца, которого звали Асбьерн. Вероятно, артефакт, относящийся примерно к 1200 году, прикреплялся к каким-либо товарам, которые принадлежали этому мужчине. Об этом сообщается в пресс-релизе Норвежского научно-исследовательского института культурного наследия. Руны представляют собой письменность древних германцев, которая была широко распространена в I/II–XIII веках на территории современной Швеции, Норвегии, Дании, Исландии и Гренландии до перехода на латиницу уже в христианскую эпоху. Внешне схожая орхоно-енисейская (древнетюркская) письменность была распространена также в Южной Сибири и Центральной Азии в VIII–XI веках. Германские руны вырезались на камне, дереве, кости или металле и использовались не только для передачи информации, но и в магических целях. Так, даже само слово «руна» в переводе обозначает «тайна» или «секрет». В настоящее время известно около шести тысяч предметов с руническими надписями, большинство из которых однословные и содержат лишь имя собственное. Найденные артефакты выступают таким же ценным источником информации о древних германцах или викингах, как берестяные грамоты для средневекового Новгорода и Древней Руси. Так, однословные таблички, в частности, обозначали владельца товара, то есть были своего рода знаками собственности. Нередко на них указывалась и профессия человека, например, кузнеца. Археологи из Норвежского научно-исследовательского института культурного наследия, ведущие раскопки на месте средневекового района Осло, сообщили об очередной находке. В третий раз за последние полтора месяца они обнаружили артефакт с руническим письмом. Его нашли в том же культурном слое, что и деревянную коронованную фигурку с соколом, о которой стало известно в середине декабря прошлого года. Находка представляет собой грубо вырезанный деревянный предмет, длина которого составляет 11,4 сантиметра. На одной из сторон артефакта исследователи обнаружили восемь рун, вырезанных уже после того, как деревянный предмет приобрел свою конечную форму. Похоже, эта находка относится примерно к 1200 году.  Исследователи отметили, что археологам известно более сотни подобных предметов, найденных преимущественно в Бергене и Тронхейме. Однако в Осло таких находок сделано крайне мало. По мнению ученых, обнаруженный деревянный артефакт, вероятно, прикреплялся к каким-либо товарам, принадлежавшим Асбьерну. Вероятно, неподалеку от того места, где его нашли, в Средние века велась торговля или складировался товар. Ранее на N + 1 рассказывали о других средневековых находках, сделанных норвежскими археологами. Так, они обнаружили с помощью георадара остатки 60-метрового длинного дома, а также нашли редкую шерстяную ткань с вышивкой в женском погребении эпохи викингов. Михаил Подрезов '],
 ['Австралийский кузнечик установил рекорд по силе укуса среди насекомых',
  'Сила его укуса превышает десять ньютонов.',
  'Сергей Коленов',
  '2022-02-16',
  '09:24',
  '2.2',
  'Зоология',
  'Немецкие энтомологи проанализировали силу укуса более 650 видов насекомых. Обладателем самых мощных жвал оказался австралийский кузнечик Chauliogryllacris acaropenates, сила его укуса составляет более десяти ньютонов. Скорее всего, данная адаптация необходима кузнечику, чтобы разгрызать древесину при строительстве гнезд. Исследователи отмечают, что данные о силе укуса C. acaropenates и других видов насекомых помогут больше узнать об эволюции этой группы. Препринт работы выложен на сайте bioRxiv. Многие насекомые обладают грызущим или грызуще-лижущим ротовым аппаратом. Среди них есть хищники и опылители, а также растительноядные виды — в том числе опасные вредители сельского хозяйства. Несмотря на то, что такие насекомые играют важную роль в экосистемах и оказывают значительное влияние на экономику, многие аспекты их биологии остаются малоизученными. Например, до сих пор энтомологи успели оценить силу укуса всего нескольких видов насекомых с грызущим и грызуще-лижущим типом ротового аппарата. Среди них пять видов стрекоз, один вид тараканов и четырнадцать видов жуков. Причина такой ситуации связана с техническими ограничениями: жвалы большинства насекомых слишком малы для стандартных измерительных приборов. Команда специалистов под руководством Томаса Рюра (Peter Thomas Rühr) из Боннского университета решила собрать больше сведений о силе укуса насекомых. Для этого исследователи собрали 1290 экземпляров насекомых, принадлежащих к 654 видам, 111 семействам и 13 отрядам. Их отлавливали в дикой природе в Центральной Америке, Европе, Азии и Австралии или получали из питомников и частных коллекций. Для проведения измерений авторы воспользовались недавно созданной установкой forceX, которая позволяет работать с мелкими животными. Удерживая насекомое в руках, исследователи позволяли ему укусить наконечник прибора и фиксировали полученные цифры. Помимо силы укуса, были учтены морфологические характеристики разных видов: размеры головы, ширина груди, длина передних крыльев и длина тела. Оказалось, что самыми мощными жвалами среди всех исследованных видов обладает кузнечик Chauliogryllacris acaropenates из семейства Gryllacrididae, обитатель влажных тропических лесов на северо-востоке Австралии. Сила его укуса составила более десяти ньютонов. С. acaropenates питается растительностью, а мощные жвалы нужны ему, чтобы выгрызать полости для откладки яиц в живой древесине. Близкой к рекордной оказалась и сила укуса нескольких видов жуков-оленей из рода Prosopocoilus. Самцы у них используют жвалы как турнирное оружие. Один из них во время исследования так сильно сжал измерительный прибор жвалами, что сломал их. А самый слабый укус среди всех насекомых, включенных в выборку, продемонстрировали австралийские наездники из рода Netelia. Сила их укуса примерно в 1200 раз меньше, чем у C. acaropenates. По словам Рюра и его коллег, чем длиннее насекомое и чем крупнее его голова, тем более мощным укусом оно в среднем обладает. Кроме того, виды, использующие жвалы для сражений с сородичами, также кусаются сильнее.  Порой даже относительно небольшие животные обладают мощными челюстями. Например, вымершая лягушка Beelzebufo ampinga, обитавшая на Мадагаскаре около 70 миллионов лет назад, весила примерно 4,5 килограмма — но сила ее укуса соответствовала силе укуса современных тигриц и львиц. Сергей Коленов '],
 ['Гравитационное красное смещение уловили на миллиметровой высоте',
  'Для этого понадобились очень точные атомные часы',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-16',
  '19:00',
  '8.4',
  'Физика',
  'Физики сообщили о том, что им удалось зафиксировать эффект гравитационного красного смещения, вызванного перепадом высоты всего лишь в один миллиметр. Для этого им потребовалось сильно улучшить точность атомных часов на основе одномерных оптических решеток. Исследование опубликовано в Nature. Классическая механика Ньютона согласуется с обыденным человеческим опытом. Но чтобы увидеть релятивистские отклонения от нее, физикам начала XX века потребовалось точное оборудование, способное улавливать тонкие эффекты. С этого момента физика стала развиваться по принципу, согласно которому увеличивающаяся точность эксперимента определяет направление теоретической мысли. Одним из важнейших инструментов, применяемых на этом пути, стали атомные часы. В их основу положено точное измерение частоты атомного перехода. Наиболее точными часами сегодня считаются оптические атомные часы, которыми физики манипулируют с помощью света. Среди прочих исследований, связанных с проверками фундаментальных теорий, физики применяют такие часы для измерения релятивистских эффектов, в частности, гравитационного красного смещения часовой частоты. В основе этого эффекта лежит идея гравитационного замедления времени вблизи массивного объекта. На бытовом уровне этот эффект незаметен (мы не стареем ощутимо быстрее, совершая перелеты на большой высоте), но атомные часы способны его уловить — это выяснилось еще в 1971 году. Со временем физики научились измерять красное смещение исключительно на поверхности Земли, обнаруживая его для перепадов высот всего в несколько десятков сантиметров. Эти работы заложили основу релятивистской геодезии, точность которой напрямую зависит от чувствительности частот атомных часов к перепаду высот. Группа физиков из Великобритании и США при участии Тобиаса Ботвелла (Tobias Bothwell) из Объединенного института лабораторной астрофизики (JILA) смогла вывести эту чувствительность на новый уровень. Внеся некоторые модификации в схему работы атомных часов на основе одномерных оптических решеток, они смогли зафиксировать разницу в частотах атомов, расположенных на расстоянии одного миллиметра друга от друга по высоте. Эта разница оказалась в хорошем согласии с поправками на гравитационное красное смещение. Согласно релятивистским законам относительная разница частот между двумя одинаковыми часами, расположенных на различной высоте, будет пропорциональна расстоянию между ними, умноженному на ускорение свободного падения и поделенному на квадрат скорости света. Несложные расчеты показывают, что градиент вариации относительной частоты будет равен −1,09 × 10−19 обратных миллиметров (эта величина рассчитана для лаборатории JILA, в другой точке планеты она может быть несколько другой в силу вариативности ускорения свободного падения). Таким образом, чтобы достоверно зафиксировать красное смещение на миллиметровом масштабе, точность измерения относительной частоты должна быть на порядок выше. Для этой цели физики помещали 100000 спин-полязированных атомов стронция при температуре 100 нанокельвин в одномерную оптическую решетку. Система была устроена так, что атомное облако распределялось по ячейкам решетки в области около миллиметра по высоте. Как правило, в подобных часах используется большое число атомов на ячейку при высокой глубине ловушечного потенциала. Таким путем удается достичь внушительных точностей измерения частоты, однако дальнейшее улучшение сдерживают процессы взаимодействия между атомами, а также динамический эффект Штарка, создаваемый интенсивным лазерным полем решетки.  Таким способом ученые добились рекордного времени оптической когерентности для состояния 3P0 атома стронция, равного 37 секундам, и стабильности часов, равной 3,1 × 10−18 на 1 секунду измерения. При измерении относительной частоты для нескоррелированных участков оптической решетки в течение суммарно 92 часов это дало неопределенность, равную 7,6 × 10−21, которой оказалось достаточно, чтобы зафиксировать гравитационное красное смещение. В частности, после учета всех систематических и статистических погрешностей градиент вариации относительной частоты оказался равен (−1,28±0,27) × 10−19 обратных миллиметров только для нескоррелированных участков и (−0,98±0,23) × 10−19 обратных миллиметров для всей решетки в целом. Оба значения оказались в согласии с теоретическим сдвигом. Описанная работа — это не единственный пример того, как экспериментальная атомная физика позволяет исследовать тонкие релятивистские эффекты. Недавно физики с помощью атомов обнаружили гравитационный эффект Ааронова — Бома. Марат Хамадеев '],
 ['Медленные плазмоны сделали графен аномальным поглотителем',
  'Это можно будет использовать для создания очень маленьких приемников',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-08',
  '14:27',
  '7.7',
  'Физика',
  'Физики из нескольких стран, включая Россию, обнаружили аномальное поглощение терагерцового света намагниченным графеном. В основе эффекта лежит резонансное взаимодействие сверхмедленных магнито-плазмонных возбуждений с ближним полем, рассеянным контактами образца. Исследование опубликовано в Nature Physics. Усиление взаимодействия между светом и веществом и локализация излучения в области, существенно меньшие, чем длина волны,— это две крупнейшие проблемы, решением которых занимается нанооптика. Ключом к этому стали резонансы. Например, в средах, где поведение электронов может быть описано с помощью электронного газа, возникают плазмонные резонансы, то есть усиленное поглощение света, связанное с возбуждением плазмонов — коллективных колебаний зарядов. Другой тип резонанса, который может возникнуть в таких системах — это циклотронный резонанс в присутствии магнитного поля. Он связан с вращением электронной плотности по круговой орбите. Оба типа резонансов позволяют существенно локализовать электромагнитные поля, что нашло применение в усилении рамановского рассеяния, наблюдении нелинейно-оптических эффектов, создании нанолазеров и так далее. Несмотря на достигнутый прогресс, полученные эффекты усиления недостаточны для широкого практического применения. Группа физиков из Германии, России и США при участии Дениса Бандурина (Denis Bandurin) из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ сообщила, что им удалось существенно усилить связь излучения с веществом в образце графена, в котором существуют оба резонанса. Путем тонкой настройки магнитного поля им удалось увидеть гигантский пик в спектрах фотосопротивления, на удвоенной частоте синхротронного резонанса. Образец представлял собой лист чистого графена шириной около 8 микрометров и длиной более 30 микрометров, упакованный в оболочку из гексагонального нитрида бора на Si++/SiO2-подложке. Авторы присоединяли к графену контакты и накладывали на него магнитное поле перпендикулярно поверхности. Они направляли на образец излучение с частотой 0,69 терагерц и следили за тем, насколько сильно оно поглощается. Правда, прямое измерение абсорбции было затруднено тем, что характерные размеры графенового листа много меньше длины волны излучения.  Ученые построили теоретическую модель, которая объясняла бы увиденное в опыте. Согласно ей, падающее излучение рассеивается на металлических контактах, подсоединенных к графену, что выражается в появлении ближнеполевых компонент. Большинство из них экранируется графеновыми электронами, однако для частот, кратных циклотронным, происходит пересечение дисперсионных соотношений возбуждений обоего типа. В этом случае групповая скорость плазмонов стремится к нулю, а их плотность состояний резко растет, что увеличивает вероятность поглощения. Авторы утверждают, что эффект ограничен, по сути, только разрушениями самих плазмонов, а также потерей электронных импульсов. Чтобы убедиться, что описанный механизм на самом деле имеет место, физики изготовили образец, в котором контакты были вынесены за графеновый лист. В этом случае пик в фотосопротивлении действительно исчез. Плазмоны в графене способны не только поглощать свет, но и излучать. Мы уже рассказывали, как физики научились изготавливать таким способом терагерцовый лазер и управлять его свойствами. Марат Хамадеев '],
 ['Физики ограничили массу электронного антинейтрино',
  'Для этого они с высокой точностью измеряли энергии электронов при распаде трития',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-14',
  '19:00',
  '6.8',
  'Физика',
  'Физики из коллаборации KATRIN сообщили о новом ограничении на массу электронного антинейтрино. Оно было получено путем высокоточного измерения энергетического спектра быстрых электронов, рождающихся при распаде молекулярного трития. Результаты опубликованы в Nature Physics. Нейтрино можно назвать самыми загадочными из известных нам элементарных частиц — и дело не только в их физической инертности и неуловимости. Нейтрино известны еще и тем, что они все время превращаются по ходу своего движения, меняя одно поколение (аромат) на другое. В основе такого поведения лежит тот факт, что ни одно нейтрино не может одновременно обладать определенным ароматом, отвечающим за его участие в слабых взаимодействиях, и массой, отвечающей за участие в гравитационных взаимодействиях. Подробнее об этом удивительном явлении под названием «нейтринные осцилляции» читайте в материале «Н значит нейтрино». Нейтринные осцилляции стали неопровержимым свидетельством того, что нейтрино обладают массой. Правда, из эксперимента удалось извлечь только разность квадратов масс, принадлежащих различным массовым состояниям (7,5×10−5 и 2,5×10−3 квадратных электронвольт соответственно). Другой путь доступа к этим постоянным — наблюдение за реликтовым излучением и галактиками. Там с опорой на космологическое моделирование удалось получить значение для суммы всех трех масс, которая оказалась ограничена 0,12 электронвольтами. Наконец, есть эксперименты по двойному бета-распаду, где измеряется средняя (эффективная) масса с ограничениями в несколько десятых долей электронвольта. Правда, там результат зависит от того, приходится ли нейтрино себе античастицей (частицы Майорана) или нет. Однако самым чистым экспериментом по измерению массы нейтрино стал энергетический анализ обычного бета-распада, идею которого высказал еще Энрико Ферми. Энергию, высвобождаемую при этой реакции, делят между собой электрон и электронное антинейтрино. Если нейтрино обладает массой, это должно оставлять крошечный след на самом краю распределения электронов по энергии. Довольно быстро физики установили ограничение на массу, равное 1000 электронвольт, которое советские физики к 70-м годам прошлого века уменьшили до нескольких десятков. Дальнейший рост точности ограничивал недостаток технологий и обилие побочных эффектов, которые могли бы влиять на интерпретацию эксперимента. Для преодоления этих трудности была организована коллаборация KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino), целью которой стало измерение массы электронного антинейтрино по бета-распаду молекулярного трития. Ее участники сообщили об уточнении значения, опубликованного тремя годами ранее в ходе первой измерительной кампании. Теперь, согласно их результатам, масса электронного нейтрино не должна быть выше 0,9 электронвольт. В основе такой высокой точности эксперимента лежит ряд условий, выполненных в установке KATRIN, а именно высокая активность тритиевого источника (порядка 1011 беккерель), низкий шум (порядка 0,1 отсчетов в секунду), высокая разрешающая способность в измерении энергии электронов (порядка нескольких электронвольт), а также точные теоретические предсказания. В роли источника выступала 10-метровая труба, в которой при температуре 30 кельвин циркулировало до 40 грамм молекулярного газообразного трития в сутки, производимого Тритиевой лабораторией Карлсруэ. За измерение энергии электронов отвечал 200-тонный спектрометр, оборудованной магнитной коллимирующей системой и фильтрацией с помощью электростатического потенциала. Она позволяла пропускать в спектрометр быстрые электроны в узком диапазоне энергий, равном 2,8 электронвольт. Фоновый шум в ходе второй кампании работы KATRIN удалось уменьшить до 0,22 отсчетов в секунду. Главным источником шума остались альфа-распады ядер полония, содержащихся в элементах спектрометра, и распады изотопов радона.  Результат измерения оказался равен 0,26 ± 0,34 электронвольта в квадрате. Основная часть погрешности сложилась из статистической неопределенности, а вклад в систематические ошибки дали в основном фоновый шум и нестабильность потенциала. Полученное значение не дает ответа на вопрос, нулевая ли у нейтрино масса, но накладывает более строгое ограничение на ее верхний предел, который с вероятностью 90 процентов оказался равен 0,9 электронвольтам. Объединение этого результата с результатами первой кампании KATRIN снизило верхнюю границу до 0,8 электронвольт. Новые ограничения позволят искать Новую физику, связанную с нейтрино. Одной из таких моделей стали стерильные нейтрино, про которые мы вам рассказывали в материале «Чистая аномалия». Марат Хамадеев '],
 ['Смешанный оксид кобальта и марганца оказался устойчивым катализатором электролиза воды',
  'Электрокатализатор не\xa0разрушался при постоянном электролизе в\xa0течение двух месяцев',
  'Михаил Бойм',
  '2022-02-14',
  '19:00',
  '6.6',
  'Химия, Материалы',
  'Японские химики выяснили, что шпинель на основе кобальта и марганца Co2MnO4 — эффективный электрокатализатор выделения кислорода из воды. Смешанный оксид кобальта и марганца оказался устойчив к сильнокислой среде, в которой обычно проводится электролиз, а по эффективности приблизился к признанным рекордсменам — катализаторам на основе оксида иридия. Исследование опубликовано в Nature Catalysis. Химики считают, что электролиз воды сможет стать экологичной заменой существующих промышленных методов получения водорода. Тем не менее, этот процесс не лишен недостатков. Один из них — медленная скорость реакции на обычных электродах. И чтобы его преодолеть, ученые ищут и исследуют электрокатализаторы — вещества, ускоряющие электрохимические реакции. При этом катализаторы нужны для двух процессов на двух электродах: реакции выделения водорода и реакции выделения кислорода. Лучше всего в реакции выделения кислорода себя показали катализаторы на основе оксида иридия. Но иридий — очень редкий металл, и для того, чтобы использовать его промышленно, добычу придется расширить во много раз. Так, ученые сходятся во мнении, что оптимальной стратегией будет найти катализаторы на основе менее дорогих и более распространенных в земной коре металлов.  Химики под руководством Рюхэя Накамуры (Ryuhei Nakamura) из Токийского технологического института взялись за поиск такого катализатора. Они попробовали использовать смешанный оксид со структурой шпинели Co2MnO4. В такой структуре атомы металлов располагаются в тетраэдрических и октаэдрических пустотах, образованных кубической решеткой из атомов кислорода. Сначала химики провели синтез катализатора: они приготовили водный раствор нитратов марганца и кобальта в соотношении один к двум, нанесли его на электрод, а затем нагревали его 12 часов при температуре 250 градусов Цельсия. Химики повторили эту процедуру еще раз и в результате получили электрод, покрытый шпинелевым катализатором.  Авторы приготовили разные модифицированные катализатором электроды и исследовали их эффективность с помощью вольтамперометрии. Электролиз проводили в кислой среде (pH=0), а в качестве электролита использовали сульфат калия. Перенапряжение для всех электродов при плотности тока 10 миллиампер на квадратный сантиметр оказалось меньше, чем для других электрокатализаторов на основе 3d-металлов. А выход по току при его плотности в 100 миллиампер на квадратный сантиметр достиг 98 процентов.    Для катализа реакции выделения водорода химики также ищут эффективные катализаторы. Например, недавно мы рассказывали о том, как наночастицы в виде цветов, содержащие атомы родия и золота, ускорили эту реакцию за счет эффекта поверхностного плазмонного резонанса. Михаил Бойм   '],
 ['Избыток углового момента при сверхбыстром размагничивании ушел к фононам',
  'Этот факт проливает свет на детали эффекта Эйнштейна\xa0— де\xa0Хааза',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-08',
  '17:03',
  '6.6',
  'Физика',
  'Немецкие физики разобрались с тем, куда девается угловой момент атомов никеля при сверхбыстром размагничивании тонких пленок. Для этого они следили за тем, как меняется со временем дифракционная картина электронов, рассеивающихся на образце. Оказалось, что вращение передается фононам с круговой поляризацией. Исследование опубликовано в Nature. Одним из достижений физики начала XX века стало понимание того, какую роль играет угловой момент в микромире. Оказалось, что в полный угловой момент дает вклад не только орбитальное движение, но и спин, и все вместе это определяет магнитные свойства веществ. Одной из иллюстраций этого принципа стал эффект Эйнштейна — де Хааза, который заключается в том, что изменение намагниченности тела приводит к его вращению. Вопрос о намагничивании и размагничивании стал очень актуальным в связи с развитием технологии хранения данных на магнитных накопителях. Одним из ее ограничивающих факторов стала небольшая скорость перезаписи магнитных доменов. Но в 1996 году физики обнаружили, что если на тонкую никелевую пленку воздействовать очень короткими лазерными импульсами, ее удается размагнитить за десятки фемтосекунд. С этого момента сверхбыстрое размагничивание стало объектом пристального интереса со стороны материаловедов, однако физики задались вопросом, куда за столь короткое время девается высвобождающийся угловой момент? За это время было предложено несколько механизмов его рассеяния, включающие спиновые токи и фононы, однако исчерпывающего понимания этого процесса до сих пор нет. Группа немецких физиков под руководством Питера Баума (Peter Baum) и Ульриха Новака (Ulrich Nowak) из Констанцского университета сообщила о результатах эксперимента, который позволил им разобраться, что же именно происходит с угловым моментом на таких коротких временах. Для этого они использовали сверхбыструю электронную дифрактометрию размагничиваемой никелевой пленки, которая показала, что угловой момент передается в анизотропные колебания атомов кристаллической решетки, которые можно представить с помощью фононов с круговой (циркулярной) поляризацией. Авторы выращивали монокристаллический слой никеля толщиной 22 нанометра на кремниевой подложке. При облучении такого образца фемтосекундными лазерными импульсами, его наведенная намагниченность падала на 40-50 процентов. Чтобы проследить за динамикой этого процесса, физики повторяли эксперимент в режиме накачки-зондирования, где вслед за лазерным импульсом они направляли на кристалл сжатый электронный импульс с энергией 70 килоэлектронвольт. Авторы следили за тем, как меняется дифракционная картина в зависимости от задержки между импульсами.  Обнаруженное анизотропное движение атомов в решетке авторы интерпретировали в терминах фононов с круговой поляризацией. Учитывая магнитный момент отдельных атомов никеля, а также степень размагничивания, физики с помощью закона сохранения момента импульса смогли оценить амплитуду колебаний атомов, которая составила примерно два пикометра. Оценка анизотропии в дифракционных пятнах, вызванная такими колебаниями, дала значения близкие к экспериментальным. Более подробные симуляции с помощью метода молекулярной динамики лишь подтвердили эти выводы. Авторы отмечают, что анизотропия, а, следовательно, и фононные возбуждения, сохранялись в течение всего времени наблюдения, равного нескольким пикосекундам (в симуляциях это время увеличилось до нескольких десятков пикосекунд). Такая устойчивость обусловлена все тем же законом сохранения, который препятствует термализации циркулярных фононов. Тем не менее последовательное фонон-фононное взаимодействие с низкочастотными звуковыми и деформационными модами должно со временем передавать угловой момент кристаллу как единому целому. Таким образом, традиционное объяснение эффекта Эйнштейна — де Хааза должно быть дополнено промежуточным фононным этапом. Ранее физики уже находили фононы с круговой поляризацией в диселениде вольфрама. Предполагается, что с их помощью можно будет управлять транспортом электронов. Марат Хамадеев '],
 ['Нейросеть DeepMind научилась удерживать плазму в токамаке',
  'Ее работу проверили на реальном токамаке в Швейцарии',
  'Григорий Копиев',
  '2022-02-16',
  '21:35',
  '6.2',
  'IT, Физика',
  'Исследователи из DeepMind вместе с коллегами из Швейцарии создали алгоритм машинного обучения для удержания плазмы в токамаке. Они обучили его на высокоточном симуляторе, а затем показали работоспособность подхода на реальном токамаке в Швейцарии. Статья опубликована в Nature. DeepMind — британская компания, специализирующаяся на развитии методов машинного обучения, купленная Google в 2014 году. Наибольшую известность она получила благодаря своим игровым алгоритмам, которые обыграли людей в го, шахматы и StarCraft II. Но исследователи из DeepMind также занимаются сложными прикладными задачами, пытаясь решить их с помощью методов машинного обучения. Так, в 2016 году они разработали алгоритм синтеза речи WaveNet, существенно повлиявший на развитие этого направления, а за последний год с небольшим разработали модель AlphaFold для предсказания структуры белка и систему AlphaCode для написания программного кода. В прошлом году компания рассказывала, что работает над применением машинного обучения для решения проблем термоядерных реакторов, но на тот момент не раскрывала подробностей и результатов.\n Термоядерный реактор предполагает создание плазмы, в которой происходит управляемый термоядерный синтез — слияние ядер с выделением огромного количества энергии. Для термоядерных реакторов предлагались разные конструкции, но на данный момент лидирует токамак — эту конструкцию разработали советские физики Тамм и Сахаров. Она же используется в международном реакторе ITER, который должен начать работу и получить первую плазму в 2025 году. Токамак состоит из тороидальной камеры, вокруг которой расположены магнитные катушки. Они позволяют удерживать плазму с помощью магнитного поля, не давая ей столкнуться со стенками токамака и разрушить их.\n Еще в середине XX века стало ясно, что удержание плазмы магнитным полем — крайне сложная задача, потому что в ней неминуемо возникают неустойчивости. В итоге даже лучшие токамаки удерживают ее в течение очень небольшого времени: в прошлом году китайский EAST установил рекорд, удержав горячую плазму (120 миллионов градусов) в течение 101 секунды, а создатели ITER рассчитывают на 400-600 секунд. Исследователи из DeepMind во главе с Йонасом Бюхли (Jonas Buchli) и Бренданом Трейси (Brendan Tracey) вместе с коллегами из Швейцарского центра плазмы Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Федерико Феличи (Federico Felici) показали, что алгоритм машинного обучения можно обучить управлять параметрами магнитных катушек токамака и удерживать в нем плазму. Традиционно для этой задачи используется набор алгоритмов-контроллеров, каждый из которых отвечает за отдельный целевой параметр: вертикальное и горизонтальное положение плазмы, ее форма (профиль), ток.    Григорий Копиев '],
 ['Кластерные полиоксометаллаты собрались в двумерные пористые структуры',
  'Монослойные структуры оказались катализаторами окисления алкенов',
  'Михаил Бойм',
  '2022-02-11',
  '14:27',
  '6.2',
  'Химия',
  'Химики из Китая обнаружили, что полиоксометаллаты, содержащие редкоземельные металлы, могут собираться в плоские пористые структуры. Они оказались более эффективными катализаторами эпоксидирования алкенов, чем мономерные кластеры, за счет эффективной делокализации электронов в слое, пишут ученые в журнале Nature Chemistry. Полиоксометаллаты — кластерные анионы необычного строения. Как правило, в них содержится атом неметалла (чаще всего кремний или фосфор), атомы металла (молибден, вольфрам, редкоземельные металлы) и атомы кислорода. Эти анионы могут иметь очень разные причудливые структуры, и для удобства химики разделили их на несколько типов. Наиболее распространенный из них — полиоксометаллаты структуры Кеггина. Они имеют общую формулу аниона [XM12O40]n−, где X — атом неметалла, а М — атом металла. Химики под руководством Ван Сюня (Xun Wang) из Университета Цинхуа обнаружили, что если в полиоксометаллате с формулой [PW12O40]3− заместить часть атомов вольфрама на атом неодима, можно получить слоистые двумерные структуры, в которых полиоксовольфрамат-анионы объединяются друг с другом с помощью координационных связей с кислородом. Сначала ученые смешали нитрат неодима с кислотой H3[PW12O40] в воде, а затем к этому раствору добавили смесь бромидов тетрабутиламмония и цетилтриметиламмония. В результате они получили осадок, который исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Оказалось, что он представляет собой смесь разных полимерных образований: отдельных полиоксометаллатных слоев (их авторы решили называть «кластерфены» по аналогии с графеном), многослойных структур и тонких наноремней.     Ранее мы рассказывали о том, как физики и химики из Университета Флориды использовали полиоксометаллаты, чтобы увеличить время жизни спиновых кубитов. Михаил Бойм  '],
 ['Физики научились закручивать звук',
  'Для этого нужна будет трубка, один из концов которой имеет пилообразный профиль',
  'Марат Хамадеев',
  '2022-02-14',
  '14:58',
  '6.1',
  'Физика, Звук',
  'Физики предложили концепцию устройства для создания акустических волн, переносящих орбитальный угловой момент. Устройство представляет собой трубку, один из концов которой имеет пилообразный профиль. Ученые показали, что при погружении такой трубки в воду, орбитальный момент будет передаваться волнам давления в жидкости. Это\nможно использовать для передачи вращения объектам, захваченным акустическим\nпинцетом. Исследование опубликовано в Physical Review Letters, кратко о нем пишет Physics. Тридцать лет назад физики выяснили, что кванты света могут переносить орбитальный момент. Волновой фронт такого излучения имеет геликоидальный (то есть, винтообразный) вид с фазовой сингулярностью в середине луча, а для его создания экспериментаторы используют спиральные пластинки. Это открытие добавило новое измерение в управлении свойствами света и дало импульс к развитию физики оптических пинцетов. Ученые не ограничились только светом. Вскоре стало понятно, что закрутить в теории можно любые свободно распространяющиеся волны. Через какое-то время физики сообщили, что им удалось закрутить волны электронной плотности, а сравнительно недавно они добрались и до нейтронов. При этом в литературе нет никаких данных о том, можно ли закрутить звук. Отчасти это связано с более сложным характером распространения упругих волн в конденсированных средах по сравнению с распространением света. Так, физики лишь недавно разобрались в непростой структуре собственного момента импульса (спина) упругих волн, отбрасывая при этом наличие у них орбитального момента. Английские и итальянские исследователи при участии Грегори Чаплэйна (\u202aGregory Chaplain) из Эксетерского университета решили сфокусироваться именно на этом вопросе. Они теоретически рассмотрели распространение волн упругости вдоль стенок полой трубы и показали, что им можно передать орбитальный момент с помощью акустического аналога спиральной пластинки. Оказалось, что если есть контакт между трубкой и жидкостью, то в последнюю может передаться закрученность, что было бы полезно при создании акустических пинцетов или иных микрофлюидных устройств. Физики рассмотрели трубку из однородного линейного упругого материала, подчиняющегося динамическому уравнению Навье-Коши. Проведя каноническую процедуру построения тензора энергии-импульса в соответствии с теоремой Нётер, они вывели тензор Эшелби, с помощью которого получили выражение для потока орбитального момента по аналогии с тем, как это было сделано в оптике. Стенки труб, состоящие из упругого материала, могут содержать в себе три типа механических волн: продольные, крутильные и изгибные. Физики показали, что условия для возникновения орбитального момента, а именно наклоненный волновой фронт, напоминающий винтовую резьбу, могут быть выполнены для волн третьего типа. Для их возбуждения авторы предложили использовать описанную ими ранее спиральную фазовую трубку — упругий аналог оптической спиральной фазовой пластинки, — один из краев которой имеет пилообразный профиль. Вычисления, сделанные методом конечных элементов и методом спектральной коллокации, позволили получить дисперсионные соотношения и эффективность закручивания звуковых волн различными алюминиевыми спиральными трубками. Физики также изучили возможность передачи волн с угловым моментом в жидкость. Для этого они рассмотрели алюминиевую трубу, частично погруженную в воду. В трубке с помощью спирально-фазового структурирования возбуждались изгибные волны со степенью закрутки, равной трем. Симуляция показала, что это создает в жидкости закрученные волны давления. Такие волны можно использовать для селективной доставки вращения в нужные точки.  Марат Хамадеев '],
 ['Арктические губковые сады выросли на остатках исчезнувшей тысячи лет назад экосистемы',
  'Местные губки питаются домиками давно погибших червей.',
  'Сергей Коленов',
  '2022-02-10',
  '09:13',
  '5.8',
  'Зоология, Экология и климат',
  'Биологи обнаружили в центральной части Северного Ледовитого океана богатые жизнью губковые сады. Они располагаются на вершинах потухших вулканов, составляющих хребет Лангсета. Местные воды бедны пищей, поэтому губкам приходится использовать наследие гидротермального сообщества, которое существовало здесь более двух тысяч лет назад. Свободноживущие микроорганизмы постепенно разлагают субстрат, состоящий из хитиново-белковых домиков давно погибших червей-сибоглинид, а симбиотические бактерии губок помогают хозяевам усваивать высвобождающуюся в результате органику. Результаты исследования необычного сообщества опубликованы в статье для журнала Nature Communications. Центральная часть Северного Ледовитого океана бедна жизнью. Постоянный ледяной покров и короткий вегетационный период замедляют развитие местного фитопланктона — основы морских пищевых цепей. Тем не менее, даже здесь существуют своеобразные оазисы с чрезвычайно богатой донной фауной. Один из них расположен на пиках подводного хребта Лангсета, который представляет собой цепочку из трех потухших вулканов — гор Северная, Центральная и Карасика. В 2016 году научная экспедиция на полярном судне «Поларштерн» обнаружила здесь неожиданно плотные скопления губок, растущих на глубине более 585 метров. Команда биологов под руководством Терезы Марии Морганти (Teresa Maria Morganti) из Института морской микробиологии Общества Макса Планка решила больше узнать о губковых садах хребта Лангсета. Для этого исследователи проанализировали материалы, собранные осенью 2016 года: образцы живых организмов, фотографии и видеозаписи. Оказалось, что в скоплениях доминируют обыкновенные губки (Demospongiae): Geodia parva, G. hentscheli и Stelletta rhaphidiophora. Похожий видовой состав характерен для так называемых геодиевых губковых садов, которые распространены в северных морях на глубине от 150 до 1700 метров и на широте от 40 до 75 градусов северной широты. Геодиевые сообщества на хребте Лангсета стали самыми северными из известных. Они расположены всего в 360 километрах от северного полюса. Помимо обыкновенных губок, местное сообщество включает менее многочисленные шестилучевые (Hexactinellida) и известковые (Calcarea) губки, в том числе Sarsinella karasikensis — представительницу неизвестного ранее рода, который был описан всего три года назад по материалам экспедиции на «Поларштерне». Интересно, что некоторые шестилучевые губки растут прямо на ветвях более массивных обыкновенных губок. Губковые сады создают среду обитания и для других живых существ. Морганти и ее коллеги обнаружили, что на местных губках растут мшанки из семейства Crisiidae, несколько видов сидячих многощетинковых червей-серпулид (Serpulidae) и восьмилучевые кораллы (Octocorallia). В садах также держатся многочисленные креветки (их плотность составляет одну особь на квадратный метр) и морские звезды с офиурами (две десятых особи на квадратный километр). Плотность обеих групп здесь намного выше, чем на морском дне у подножия потухших вулканов. Губковые сады на хребте Лангсета занимают около пятнадцати квадратных километров. Плотнее всего заселены плоские участки на вершинах вулканических пиков, на глубинах от 585 метров до 700-750 метров. Губки покрывают половину их поверхности, а на один квадратный метр приходится от семи до одиннадцати экземпляров этих животных. Это рекордные значения для геодиевых сообществ. Дно в таких местах покрыто пятнадцатисантиметровым слоем кремниевых спикул — скелетных элементов губок. Площадь наиболее густых садов невелика — всего около 2,5 квадратных километра. При этом с ростом глубины губковые сообщества постепенно редеют. На глубине от 1000 до 1200 метров на один квадратный метр приходится всего 0,8 губки, а на глубине от 1200 до 3500 метров встречаются лишь единичные экземпляры. Судя по всему, губки процветают на хребте Лангсета. Средний диаметр представителей трех доминирующих видов составляет здесь семнадцать сантиметров, а влажная биомасса на некоторых участках достигает 66 килограммов на квадратный метр. Среднее значение влажной биомассы губок в садах составляет 21,9 килограмма на квадратный метр. Многие экземпляры активно размножаются почкованием, производя на свет новое поколение губок. При этом живут местные губки очень долго: средний возраст взрослых экземпляров составляет около 300 лет. Существование богатых жизнью губковых садов в центре Северного Ледовитого океана кажется невероятным. Дело в том, что на первый взгляд здесь просто нет достаточного количества пищи для этого сообщества. Океан над хребтом Лангсета круглый год покрыт льдом, поэтому первичная продукция фитопланктона здесь колеблется от одного до двадцати пяти грамм углерода на квадратный метр в год. Губкам, которые кормятся за счет фильтрации, достается лишь малая ее доля: на дно в виде частиц детрита оседает всего 0,6 грамма органического углерода на квадратный метр в год. Между тем, по расчетам Морганти и ее коллег, губковым садам необходимо 110 грамм органического углерода на квадратный метр в год. Если бы в районе хребта Лангсета располагались гидротермальные источники или холодные просачивания, откуда в воду поступают сероводород или метан соответственно, местные обитатели могли бы кормиться за счет хемосинтезирующих бактерий. Эти микроорганизмы процветают в подобных условиях и производят органику за счет энергии, получаемой от окисления сероводорода и метана. Однако никакой гидротермальной активности или холодных просачиваний в данной местности в наши дни не наблюдается. Подсказку удалось найти под губковыми садами. Оказалось, что субстрат, покрывающий вершины трех вулканических пиков хребта Лангсета, состоит не только из спикул живущих здесь сегодня губок, но и из обломков трубчатых хитиново-белковых домиков давно умерших червей-сибоглинид (Siboglinidae) из рода Polybrachia. Эти беспозвоночные (которых раньше относили к отдельному типу погонофор) селятся около гидротермальных источников и холодных просачиваний и получают органические вещества за счет симбиоза с хемосинтезирующими бактериями. Сегодня полибрахии не живут на хребте Лангсета. Однако радиоуглеродный анализ их трубок показывает, что они обитали здесь за две-три тысячи лет до губок. Вероятно, несколько тысяч лет в районе хребта Лангсета находились гидротермальные источники или холодные просачивания, вокруг которых процветало типичное для таких мест сообщество, зависящее от хемосинтезирующих бактерий. Помимо сибоглинид, здесь также обитали другие беспозвоночные, например, специализированные двустворчатые моллюски (их раковины возрастом до семи тысяч лет тоже присутствуют в субстрате под губковыми садами). В какой-то момент выбросы сероводорода или метана прекратились и вся локальная экосистема погибла. Однако она оставила богатое наследие — толстый слой трудноразлагаемых трубок сибоглинид. Морганти с соавторами предположили, что именно домики давно умерших червей служат основным источником пищи для губковых садов на хребте Лангсета. Анализ стабильных изотопов углерода и азота в тканях местных губок подтвердил эту идею. Их состав больше соответствует трубкам сибоглинид, чем другим вероятным источникам пищи, включая планктон и взвешенные органические частицы. Разумеется, губки, будучи фильтраторами, не могут самостоятельно извлекать органические вещества из древних трубок. Для этого им приходится полагаться на помощь бактерий. Авторы выяснили, что в тканях трех доминирующих видов губок с хребта Лангсета действительно обитают многочисленные симбиотические бактерии из типа Chloroflexi, способные утилизировать органику, а также перерабатывать соединения азота и серы. Вероятно, живущие в субстрате микроорганизмы постепенно переводят в растворимое состояние хитин, белки и углеводы, из которых состоят трубки сибоглинид. Симбионты губок улавливают эту органику и помогают хозяевам усвоить ее. В пользу данной гипотезы говорит тот факт, что в тканях губок преобладают жирные кислоты, произведенные бактериями. Интересно, что губки в садах медленно ползают по дну, взбаламучивая субстрат. Возможно, так они помогают бактериям добраться до недоступных для них слоев трубок. Таким образом, губковые сады на хребте Лангсета, вероятно, существуют за счет другого сообщества, которое исчезло тысячи лет назад. Скорее всего, остатки сибоглинид — не единственная пища губок: вероятно, они также усваивают растворенную в воде органику из других источников, фиксируют неорганический углерод с помощью автотрофных и миксотрофных симбионтов, а также улавливают падающий на дно детрит. Тем не менее столь богатая экосистема вряд ли смогла бы существовать без наследия предшественников. Впрочем, следует отметить, что у данной гипотезы есть и слабые места. Например, остается неясным, действительно ли слой трубок сибоглинид достаточно толстый, чтобы обеспечивать губковые сады пищей на протяжении столетий. Ранее мы рассказывали о том, как экспедиция на ледоколе «Поларштерн» обнаружила на дне моря Уэдделла у берегов Антарктиды самое крупное в мире нерестилище рыб. Оно состоит из примерно 60 миллионов гнезд китовых белокровок и простирается на 240 квадратных километров. Это соответствует площади среднего города — например, Копейска. Сергей Коленов '],
 ['Суперионные сплавы железа обвинили в сильном замедлении сейсмических волн в центре Земли',
  'Не исключено, что эти соединения помогут объяснить и сейсмическую анизотропию внутреннего ядра ',
  'Винера Андреева',
  '2022-02-09',
  '19:00',
  '5.8',
  'Геология, Химия',
  'Китайские геохимики промоделировали состояние вещества во\nвнутреннем ядре Земли на основе предположения о том, что главный его компонент\n(железо) образует суперионные сплавы с легкими элементами — водородом,\nуглеродом и кислородом. Предложенная модель позволила объяснить несоответствие\nмежду расчетной и измеренной скоростью сейсмических волн во внутреннем ядре, а\nс учетом влияния геомагнитного поля — и его сейсмическую анизотропию. Исследование опубликовано в журнале Nature. Главный источник данных о строении глубоких недр Земли — это\nобъемные сейсмические волны двух типов: продольные, или волны сжатия\n(обозначаются символом P), и поперечные, или сдвиговые S-волны. Они рождаются вместе, но при распространении более\nмедленные S-волны отстают, а кроме того, они\nмогут распространяться только в твердом теле. Скорость и тех, и других волн\nзависит от плотности и упругости среды, что дает возможность получить\nинформацию о свойствах вещества в недрах. Именно анализ сейсмических данных позволил\nв начале XX века\nобнаружить ядро как структурный элемент планеты, а в 1930-х годах показал,\nчто внутри него существует поверхность раздела. В ходе последующих исследований\nученые установили,\nчто эта поверхность ограничивает внутреннюю часть ядра радиусом 1220–1230\nкилометров. Данные об изменениях скорости сейсмических волн привели\nк выводу о том, что вещество в ней находится в твердом, кристаллическом\nсостоянии. Ядро недоступно для прямого химического анализа. О его\nсоставе судят исходя из относительной распространенности элементов,\nтеоретических представлений о формировании планет и модельных экспериментов, а\nтакже ограничений, налагаемых на плотность по результатам сейсмологических и\nгравиметрических наблюдений. Главный компонент ядра — железо, в меньших\nколичествах присутствуют никель и другие сидерофильные элементы — кобальт,\nмолибден, осмий, иридий и прочие. Но целиком металлическое ядро оказалось бы\nслишком плотным. Поэтому не только жидкое внешнее, но и внутреннее твердое ядро\nдолжны\nсодержать и легкие примеси, такие как сера, кремний, кислород, углерод,\nводород.  Температура внутреннего ядра оценивается\nпримерно в 5400–5700 кельвин. Давление, согласно Предварительной\nэталонной модели Земли (PREM),\nв которой распределение физических характеристик планеты представлено как\nфункция радиуса, составляет приблизительно 330–360 гигапаскалей. В таких\nусловиях железо кристаллизуется с образованием так называемой гексагональной\nплотнейшей упаковки атомов, или hcp-модификации. В числе прочих характеристик PREM включает и расчетные скорости\nсейсмических волн на разных глубинах. Однако по результатам уточненных\nисследований 2018 года выяснилось, что\nдля твердого внутреннего ядра они завышены на 2,5 процента. Так, скорость S-волн в центре ядра оказалась равна 3,58, а не 3,67\nкилометра в секунду, как предполагает PREM. Это означает, что внутреннее ядро нельзя считать полностью\nтвердым. Объяснения требует и еще одна особенность внутреннего ядра,\nполучившая название сейсмической анизотропии. Известно, что P-волны в нем распространяются примерно на три процента\nбыстрее в полярном направлении, чем в экваториальном. Некоторые ученые полагают, что это явление\nсвязано с присутствием разных модификаций железа или его твердых сплавов, в\nкоторых кристаллические решетки ориентированы взаимно перпендикулярно. Другие указывают,\nчто в экспериментах устойчивость проявила лишь hcp-модификация.  Группа исследователей из КНР во главе с Юй Хэ (Yu He) из Института геохимии\nКитайской академии наук сосредоточила свое внимание на взаимодействии железа с\nлегкими компонентами внутреннего ядра — водородом, углеродом, кислородом,\nкремнием и серой. С помощью численного моделирования они рассчитали\nтермодинамические характеристики двух вариантов кристаллических hcp-решеток, содержавших 64\nатома железа. В первом случае атом легкого элемента замещал в решетке атом\nжелеза, во втором — вводился между узлами решетки. Расчеты велись для давлений\nот 340 до 360 гигапаскалей и температур от 2000 до 7000 кельвин.  Оказалось, что сера и кремний предпочитают замещать железо,\nобразуя стабильные твердые сульфиды и силициды. Водород, углерод и кислород при\nдавлениях ниже 350 гигапаскалей (то есть дальше от центра ядра) охотнее\nпроникают в междоузлия решетки hcp-железа.\nТакие сплавы могут оставаться полностью твердыми лишь до температуры 2500–2800\nкельвин, а это существенно ниже, чем во внутреннем ядре. Затем подвижность\nионов легких элементов растет, и приблизительно при 3000 кельвин они начинают\nмигрировать внутри кристаллической решетки. Такое состояние вещества,\nпромежуточное между твердым кристаллом и жидкостью, носит название\nсуперионного. Оно разрушается с полным плавлением решетки в диапазоне\nтемператур 5413–5770 кельвин при давлении около 330 гигапаскалей, то есть в\nусловиях, соответствующих границе внутреннего ядра. Эта температура на 500–800\nградусов ниже, чем нужно для плавления\nчистого hcp-железа.  Юй Хэ и его коллеги провели расчеты упругих свойств\nсуперионных сплавов и определили скорости сейсмических волн в них. Если в\nтвердых сплавах с ростом температуры до 3000 кельвин значения скоростей волн\nобоих типов уменьшаются почти линейно, то с переходом в суперионное состояние\nони демонстрируют ускоренный спад, особенно для S-волн.\nМоделирование с учетом присутствия никеля показало, что небольшое количество\nлегких примесей, особенно водорода, дает величину скорости, близкую к той, что\nбыла измерена в 2018 году. По-видимому, вещество в суперионном состоянии встречается и\nна других планетах Солнечной системы. Так, суперионный лед, вероятно, присутствует в\nнедрах Урана и Нептуна среди прочих высокотемпературных модификаций льда и\nвносит вклад в формирование их магнитных полей. На Земле, как полагают Юй Хэ с\nколлегами, суперионные сплавы железа во внутреннем ядре Земли тоже участвуют в\nподдержании механизма геодинамо.  Миграция ионов легких элементов должна вносить\nвклад в теплопередачу от внутреннего ядра и тем самым способствовать конвекции —\nнеобходимому условию возникновения динамо-эффекта в жидком внешнем ядре.\nМагнитное поле, в свою очередь, воздействует на суперионные проводящие сплавы,\nзаставляя легкие ионы перемещаться. Не исключено, что таким образом примеси в\nсоставе внутреннего ядра перераспределяются в достаточной степени, чтобы\nвызвать сейсмическую анизотропию. По мнению авторов статьи, вероятная связь\nмежду геодинамо и сейсмическими особенностями внутреннего ядра, которую должны\nпрояснить дальнейшие исследования, может стать ключом к пониманию его структуры\nи эволюции. Ранее N + 1 уже рассказывал\nо суперионном состоянии вещества. Так, с помощью моделирования физики показали, что\nсмесь гелия с водой при высоких давлениях порождает целых две суперионные фазы,\nи обнаружили, что в\nцентре Земли гелий может образовывать стабильное соединение с оксидом железа. А\nеще мы сообщали\nо том, что на Венере тоже может существовать суперионный лед. ']]

Теперь превратим полученный список списков в датафрейм - так удобнее будет работать, причём не только в Python:

In [24]:
import pandas as pd
In [25]:
df = pd.DataFrame(info)

Добавим столбцам датафрейма понятные названия (по умолчанию добавляются просто целочисленные индексы):

In [27]:
df.columns = ["title", "desc", "author", "date", "time", 
             "diffc", "rubs", "text"] 

Проверим, столбцы каких типов хранятся в датафрейме (аналог функции str() в R):

In [29]:
# object = string = текст
# float = числа с плавающей точкой (дробные)
# int = целые числа

df.info() 
<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
RangeIndex: 29 entries, 0 to 28
Data columns (total 8 columns):
title     29 non-null object
desc      29 non-null object
author    29 non-null object
date      29 non-null object
time      29 non-null object
diffc     29 non-null object
rubs      29 non-null object
text      29 non-null object
dtypes: object(8)
memory usage: 1.9+ KB

Столбец diffc содержит дробные числа, но мы пока сохраняли их в виде текста, поэтому тип этого столбца object, а не float, как должно быть. Исправим тип столбца с помощью метода astype().

In [33]:
# выбираем столбец, преобразуем,
# потом сохраняем с тем же названием

df["diffc"] = df["diffc"].astype(float) 

Экспортируем датафрейм в файл Excel:

In [35]:
df.to_excel("/Users/allat/Desktop/nplus1.xlsx")

Напоследок построим какой-нибудь график по имеющимся данным. Проще всего это будет сделать для столбца diffc, так как он числовой. Построим для него гистограмму и посмотрим на распределение оценок сложности новостей.

Напишем магическую строку, которая будет сообщать Jupyter Notebook, что графики должны отображаться прямо здесь, в файле .ipynb.

In [37]:
%matplotlib inline

Для построения гистограммы воспользуемся методом .hist(), в него можно вписать аргумент, отвечающий за цвет (названия цветов из R тоже подходят, плюс, цвета в формате HEX тоже)

In [39]:
df["diffc"].hist(color = "magenta") 
Out[39]:
<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot at 0x11f7a2590>