Образовательный блог МТИ

Плюсы бесконечности

Российский ученый удостоен престижной математической премии Пифагора. Доктор физико-математических наук Ярослав Сергеев стал лауреатом международной премии Пифагора, которой отмечаются крупные достижения в области математики. Награда вручена в итальянском городе Кротон.

Премия присуждена за... бесконечность! Она всегда интересовала математиков, но не удавалось создать аппарат, который бы позволил оперировать бесконечно большими или бесконечно малыми величинами. Ярослав Сергеев создал новый математический язык, новую арифметику. С ее помощью с бесконечностями можно выполнять обычные операции: складывать и вычитать, делить и умножать. Кроме того, он запатентовал в России, Европейском союзе и США «компьютер бесконечности». Собственно он и дает возможность проводить столь необычные вычисления.

«По сути, это программа, которая формализует бесконечности, позволяя тем самым с ними работать, — рассказал коллега лауреата, профессор Нижегородского университета Вадим Турлапов. — Например, можно десять бесконечностей возвести в квадрат, разделить на бесконечность и получить некое число. Одно из главных достоинств этой работы в том, что программисту теперь не нужно ограничивать себя разрядной сеткой ЭВМ. Или можно создать такой шифр, который раскодировать просто нереально».

Ярославу Сергееву 47 лет. Он профессор Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, работает на факультете вычислительной математики и кибернетики. Кроме того, он почетный профессор Калабрийского университета в Италии, координатор программы «Российско-итальянский университет». Он автор более 180 научных работ, в том числе четырех книг и трех патентов.

Церемония вручения премии не случайно прошла в Кротоне. Именно здесь, на территории греческой колонии, 2,5 тысячи лет назад великий философ и математик создал свою знаменитую Пифагорейскую школу. Размер премии — 15 тысяч евро.

По материалам «Российской газеты».

Анализ крови позволит выявить возраст человека

Ученые разработали метод вычисления возраста человека с помощью анализа его крови. авторы исследования, опубликованного в Current Biology, полагают, что это может быть использовано в криминалистике.

В настоящее время метод позволяет определить возраст с существенной погрешностью в девять лет, что, тем не менее, может оказаться достаточным для сужения круга подозреваемых лиц в каждом конкретном случае. Метод основан на анализе ДНК клеток иммунной системы человека — так называемых Т-клеток, циркулирующих в крови и выполняющих работу по уничтожению чужеродных объектов, проникших в организм. Для выполнения этой функции Т-клеткам необходимо постоянно обновлять и «разрабатывать» новые рецеторы на своей поверхности, чтобы точно определять угрозу организму. Достигается это за счет «отрезания» небольших фрагментов ДНК и «составления» из них новых последовательностей. В результате такого процесса образуются круговые фрагменты ДНК, не несущие никакой функции и являющиеся «отходами» процесса реорганизации этой молекулы.

Авторы исследования, группа ученых во главе с Манфредом Кайзером (Manfred Kayser) из Университета Эразмус в Роттердаме, показали, что возможно определить количество таких круговых структур в ДНК Т-клеток. Более того, ученые продемонстрировали, что с возрастом их количество уменьшается, так как организм производит все меньше и меньше Т-клеток. Анализ крови 200 добровольцев в возрасте от нескольких недель до 80 лет показал, что метод позволяет определить возраст человека с погрешностью в 20 лет. Аналитическая методика подразумевает введение в образец крови специальной последовательности ДНК, обладающей способностью связываться с круговыми фрагментами. Эта последовательность снабжена флуоресцентной меткой, что позволяет выявить количество круговых фрагментов по интенсивности свечения.

«Современные методы анализа ДНК, используемые в криминалистике, позволяют определить потенциальных преступников только при полном совпадении их образцов ДНК с уже имеющимися в базе. Этот метод не может дать результат при отсутствии фрагмента ДНК, с которым необходимо сравнить генетический материал подозреваемых. В нашем случае сравнения не требуется, и определение примерного возраста преступника может значительно сузить круг подозреваемых», — прокомментировал исследование Кайзер.

Авторы методики намерены в будущем повысить ее точность за счет использования особенностей других клеток, содержащихся в крови людей и связанных с возрастом человека. В настоящее время аналитическая методика проходит испытания с участием профессиональных криминалистов.

По материалам «РИА НОВОСТИ».

Ученые научились управлять солнечными парусами

Впервые свет был использован с целью создания аэродинамической подъемной силы. Использованная техника, основанная на том, что свет может изгибаться, или преломляться, когда попадает из одной среды в другую, позволит создать космические корабли на солнечных парусах. Они смогут изменять направление своего движения, используя только свет.

Фотоны создают давление, когда отражаются от объектов. Прототипы солнечного паруса, стараются сделать как можно более отражательными, чтобы максимизировать это давление. Но пока не удалось создать эффективного механизма управления направлением движения. «Хорошо известно, что можно использовать источник света, чтобы давить на что-нибудь, но механизм управления направлением движением пока еще не разработан», — сказал Гровер Шварцлендер из Рочестерского Института Технологий в Нью-Йорке.

Он рассказал, что парусами можно маневрировать, если фотоны будут не просто отражаться от поверхности материала, но проходить сквозь него. Пройдя сквозь парус, фотоны изменят свое направление на величину, которая определяется формой поверхности материала и так называемым показателем преломления. Углы входящего и исходящего света, будут определять направления движения паруса.

Шварцлендер и его коллеги, продемонстрировали данный эффект в лаборатории с полукруглыми пластиковыми прутами, толщиной меньше, чем человеческий волос. Они поместили пруты в контейнер с водой, затем пропустили через них луч лазера снизу. Пруты плавали из-за давления излучения, как и любой другой объект такой же массы. Но, что важней, они дрейфовали в сторону, а это свидетельство того, что ими можно управлять преломленным светом.

Тот факт, что ассиметричная форма прутов влияла на характер их движения, делает их оптическими эквивалентами крыла самолетов. Крылья, будь то у птицы или самолета, позволяют лететь благодаря своей полукруглой форме, из-за чего воздух вынужден быстрей пролетать над округлой частью крыла, разряжая давление над ней. Относительно большее давление снизу, создает подъемную силу, позволяя лететь.

Шварцлендер рассказал, что в будущем солнечными парусами можно будет управлять в 3-д, с помощью двух перпендикулярных наборов полукруглых прутов.

Но Дин Элхорн, ведущий инженер НАСА, недавно запустивший экспериментальный спутник NanoSail-D на солнечном парусе, заявил, что солнечный свет может оказаться слишком слабым для применения данного эффекта на практике. Он изучает способы по управлению движением с помощью одного отраженного света.

По материалам Globalscience.ru

Поступить в МТИ