Кот Шрёдингера
@kot_sh
В наукограде Кольцово Новосибирской области достраивают синхротрон «СКИФ»…
В наукограде Кольцово Новосибирской области достраивают синхротрон «СКИФ». Напомню, как работает один из самых ярких фонариков планеты и что удивительного можно разглядеть в его свете. Трудно найти иголку на полу в тусклой комнате. Но с мощным фонариком проще: яркий свет отразится от иголки, и вы её найдёте по блику. Синхротронное излучение - как фонарик, только его излучение состоит в основном из рентгеновских лучей, причем очень мощных и сконцентрированных. Благодаря тому, что рентгеновские волны очень короткие, в таком свете видны крошечные объекты: живые клетки и их органеллы, молекулы и даже отдельные атомы. Эти лучи могут просветить что угодно. Чем больше яркость, тем чётче картина и тем быстрее её можно увидеть (это важно, ведь процессы в микромире идут на огромных скоростях). В мире уже появились и более мощные источники синхротронного излучения, но они не пригодны для изучения биологических объектов – жесткое рентгеновское излучение сразу разрушает их. А на СКИФе смогли добиться невиданной ранее экстремальной фокусировки пучка, дающего максимально сфокусированный свет – поэтому для живых объектов ярче фонарика нет. Синхротронное излучение предсказали в 1944 году советские физики Дмитрий Иваненко и Исаак Померанчук, - они поняли, что если разогнать по кругу электроны до скорости, близкой к скорости света, то они, вращаясь, будут сбрасывать часть энергии в виде излучения. Оно включает весь спектр - и видимый свет, и ультрафиолет, и инфракрасное, и рентгеновское излучения. Чтобы получить синхротронное излучение, строят синхротроны – это ускоритель частиц размером со стадион, по "беговой дорожке" которого летят электроны. За секунду электрон успевает облететь полукилометровое кольцо сотни тысяч раз. Но энергия электрона быстро тратится, поэтому, чтобы скорость не падала, вместе с поворотными магнитами вдоль кольца ускорителя расставляют мощные акселераторы, которые компенсируют электронам энергетические затраты. Пролетая мимо отходящего от кольца канала, пучок электронов отправляет туда порцию излучения — сотни миллионов раз в секунду. Ни одна кинокамера не снимает с такой частотой. Имея на конце рукава соответствующую оптику, можно снимать своего рода «рентгеновское кино», чтобы разобраться в сверхбыстрых процессах. Такая мегамашина нужна всем: от вирусологов до историков. Синхротронное излучение позволило установить структуру рибосомы — «фабрики белков» живой клетки. Кристаллограф Ада Йонат получила за эту работу в 2009 году Нобелевскую премию по химии. На синхротронах изучают и отдельные биомолекулы: 70% изученных белков «рассмотрели» именно на этих установках. В марте 2020 года британский синхротрон третьего поколения Diamond Light Source помог быстро расшифровать структуру поверхностного белка коронавируса SARS-CoV-2 и начать поиск лекарства, которое бы этот белок блокировало. Но для этого пришлось очень долго и мучительно выращивать белковый кристалл (удачным оказывается один из тысячи). А с яркостью СКИФа, синхротрона четвертого поколения, можно будет рассмотреть тайную жизнь вирусов без кристаллизации - в динамике, в естественных условиях. А что касается историков, - помните обуглившиеся свитки из библиотеки Геркуланума, погребенной извержением Везувия? Как раз с помощью сканирования на синхротроне удалось получить тысячи срезов папируса и сделать из них 3D-изображения свитков, - трехмерные томограммы, с которыми теперь работают расшифровщики. Вот еще пример. В 2001 году талибы взорвали гигантские статуи Будды, украшавшие храм в афганском городе Бамиане. За развалинами обнаружились росписи VII века н. э. Анализ росписей, сделанный на французском синхротроне ESRF, показал, что их нанесли масляными красками. А ведь когда-то считалось, что масляные краски изобрёл Ян ван Эйк, живший на семь столетий позднее древних афганских мастеров. Запуска СКИФа ждёт и множество ученых других специальностей. Пишут, что эксперименты начнутся в октябре.
Fresh margeleT snapshot · Russia · Кот Шрёдингера · health / medicine · health · recipes. This page keeps context and source links for search engines and AI assistants.
