Физики (Dr. Shira Yochelis and Naama Goren at the HUJI Nano center) впервые обнаружили, что движение протонов внутри живых организмов не является чисто химическим процессом. Открытие дает возможность для разработки технологий, которые могут имитировать или управлять биологическими процессами - пишет Interesting Engineering. Молекулярная динамика необходима для жизни, и это сложный процесс, в основе которого лежит протон. Протоны, субатомные частицы, играют жизненно важную роль в живых системах для производства энергии в клетках и имеют много других функций.

В течение многих лет ученые считали, что перенос протонов в биологических системах является химическим процессом, то есть это простое перемещение между молекулами воды и аминокислотами. Но теперь физики раскрыли квантовую тайну, которая скрывается внутри живых организмов. По словам авторов исследования, они обнаружили, что способ движения протонов в биологических системах — это не только химия, но и квантовая физика. Этот отрытые дает больше возможностей для улучшенного понимания того, как информация и энергия передаются внутри живых существ.

Физики представили новое понимание внутренних механизмов жизни, основанное на неожиданной связи между движением электронов и протонов. Если протоны – это частица ядра атома, то электроны кружат вокруг этого ядра. Физики впервые выяснили, что что движение протонов в биологических системах не является чисто химическим процессом. Они обнаружили прямую связь между спином (собственный момент импульса) электрона и переносом протонов в хиральных биологических средах, таких как белки. Хиральность в химии – это свойство молекулы не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением.

Физики использовали синхротронное излучение, чтобы расплавить стеклоуглерод и провести его рентгеноструктурный анализ. Они установили, что в жидком состоянии каждый атом углерода окружен в среднем четырьмя другими атомами, что соответствовало результатам расчетов. При атмосферном давлении углерод не бывает жидким, а при нагревании переходит из твердого состояния сразу в газообразное, то есть сублимируется. Но известно, что жидкий углерод можно получить при давлениях около нескольких мегапаскалей и температуре в несколько тысяч кельвинов, что технологически очень трудно. Из-за этого свойства и строение жидкого углерода практически не изучены.

Но недавно группа физиков, химиков и кристаллографов под руководством Доминика Крауса (Dominik Kraus) из Ростокского университета использовали для этой цели Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European XFEL), разработанный центром DESY. В нем ускоренные электроны генерируют мощное рентгеновское излучение. Оно необходимо для изучения структуры веществ, состоящих из легких атомов, которые плохо рассеивают рентгеновское излучение. Перенос протонов сопровождается электронной поляризацией в хиральных средах. Ученые изучили биологические кристаллы, включая лизоцим, фермент, который встречается у всех живых существ. Физики удивились, когда обнаружили, что электроны и протоны не движутся независимо, а их движения тесно связаны. Физики выяснили, что, вводя электроны с определенным спином (квантовое свойство, которое заставляет их вести себя как крошечные магниты), они могут влиять на то, насколько легко протоны перемещаются через кристалл лизоцима.

Ввод электронов с одним спином сделал движение протонов легче, в то время как ввод электронов с противоположным спином заметно усложнил это выдвижение, как показали эксперименты. Этот эффект связан с возбуждением так называемых хиральных фононов, то есть крошечных колебаний в структуре кристалла. Эти колебания действуют как мост во взаимодействии между спином электрона и подвижностью протона. Ученые считают, что обнаруженная связь между спином электрона и движением протонов может привести к появлению новых технологий, имитирующих биологические процессы, и даже новых способов управления передачей информации внутри клеток. По словам ученых, соединение квантовой физики и биологической химии обеспечивает более глубокое понимание фундаментальных механизмов жизни и открывает возможности для создания новых технологий, способных управлять биологическими процессами.

Исследователи из Мичиганского университета показали, что недавно обнаруженный вариант силикона является полупроводником. Ранее считалось, что этот материал обладает только изолирующими свойствами. Физики создали силикон, который нарушает традиционные представления об этом материале. Вместо привычных изоляционных свойств новый сополимер проявляет полупроводниковые характеристики и способен светиться всеми цветами радуги. Открытие может привести к созданию гибких дисплеев, умной одежды и носимой электроники нового поколения.

Традиционно силиконы считались исключительно изоляционными материалами, препятствующими распространению электричества или тепла. Их водостойкие свойства делают их незаменимыми в биомедицинских устройствах, герметиках и электронных покрытиях. Однако открытие полностью меняет понимание возможностей этого класса материалов. Секрет проводимости кроется в молекулярной структуре нового силиконового сополимера. На атомном уровне силиконы состоят из чередующихся атомов кремния и кислорода, связанных под определенными углами. В обычных силиконах угол связи Si—O—Si составляет 110°. В новом сополимере эти связи начинаются при 140° и растягиваются до 150° в возбужденном состоянии, создавая путь для прохождения заряда.

«Это допускает неожиданное взаимодействие между электронами через множественные связи, включая связи Si—O—Si в этих сополимерах», — поясняет Ричард Лейн, профессор Мичиганского университета и соавтор исследования. Чем длиннее полимерная цепь, тем легче электронам преодолевать большие расстояния, что снижает энергию, необходимую для поглощения и испускания света. Способность материала светиться разными цветами связана с длиной полимерных цепей. Более длинные цепи требуют меньших энергетических скачков электронов, что приводит к испусканию низкоэнергетических фотонов красного цвета. Короткие цепи, наоборот, требуют больших энергетических прыжков, излучая высокоэнергетический свет синего спектра.

Для демонстрации эффекта исследователи разделили сополимеры по длине цепей и поместили их в пробирки от самых длинных к самым коротким. При освещении ультрафиолетовым светом получилась радуга, что впечатляет, учитывая, что традиционные силиконы известны только как прозрачные или белые материалы. В отличие от жестких традиционных полупроводников, силиконовые сополимеры остаются гибкими, что открывает возможности для создания складных дисплеев, умной одежды с меняющимися узорами, гибких солнечных панелей и носимых сенсоров, интегрированных в ткань.

Китайские ученые разработали контактные линзы, которые позволяют видеть в инфракрасном диапазоне, преобразуя невидимый свет в видимый спектр. В отличие от традиционных приборов ночного видения, линзы не требуют источника питания и работают даже когда глаза закрыты. Исследователи из Китайского университета науки и технологий создали контактные линзы, которые дают людям способность видеть в инфракрасном диапазоне. В основе технологии — наночастицы, которые поглощают инфракрасный свет в диапазоне 800-1600 нм и преобразуют его в видимый спектр 400-700 нм. Линзы пригодятся, например, для работы спасателей ночью или в темноте под завалами.

В отличие от громоздких приборов ночного видения, требующих батарей и внешних источников питания, контактные линзы работают исключительно за счет преобразования световых волн. При этом они остаются прозрачными, позволяя пользователю одновременно видеть как обычный, так и инфракрасный свет. Интересным оказался эффект использования линз с закрытыми глазами. «Мы обнаружили, что, когда с закрытыми глазами человек в линзах еще лучше способен получать инфракрасную информацию, потому что ближний инфракрасный свет проникает через веко эффективнее, чем видимый свет», — отмечает Тянь Сюэ, нейробиолог из Китайского университета науки и технологий.

Во времена Средневековья алхимики потратили кучу времени на то, чтобы превратить свинец в золото. Нам, современным людям, эти эксперименты кажутся крайне глупыми: ну как из распространенного металла можно получить драгоценный? Однако случилось нечто невероятное. Ученые, следящие за Большим адронным коллайдером, сообщили, что им случайно удалось получить золото из свинца. И это не магия, а чистая ядерная физика. Как это произошло, и неужели в будущем золото подешевеет? Оказалось, что мечта алхимиков все-таки осуществима — правда, не в старой лаборатории с пробирками и заклинаниями, а в гигантском научном комплексе на границе Франции и Швейцарии.

Ученые из ЦЕРН, работающие с Большим адронным коллайдером, случайно обнаружили, что при столкновении атомов свинца на скорости, близкой к скорости света, может образоваться настоящее золото. Это случилось во время второго этапа экспериментов, проходивших с 2015 по 2018 год. Ученые создали настолько мизерное количество золота, что его зафиксировала только очень точная электроника. За этот период физики зафиксировали образование около 86 миллиардов ядер золота. Правда, радоваться рано — общий вес этой «добычи» составил всего 29 триллионных долей грамма. К тому же, эти крошечные частицы золота существовали лишь доли секунды, прежде чем разбились о стенки установки.

С научной точки зрения все объясняется довольно просто: у свинца 82 протона, у золота — 79. То есть, чтобы «сделать» золото, нужно всего лишь убрать три протона и несколько нейтронов у свинца. Если удалить меньше — получится таллий или ртуть. Такие ядерные превращения происходят крайне редко, но благодаря чувствительным детекторам, ученым удалось зафиксировать даже такие единичные события. Сейчас, во время третьего этапа работы коллайдера, золота получается почти вдвое больше — до 89 тысяч ядер в секунду. Несмотря на мизерные объемы, это открытие важно не из-за экономической выгоды, а потому что помогает ученым лучше понять фундаментальные процессы ядерной физики. Несмотря на то, что ученым действительно удалось получить золото из свинца, говорить о каких-то золотых слитках пока не приходится. Количество золота слишком мало, а процесс невероятно дорог и сложен. Поэтому бояться обесценивания золота не стоит: ни ювелирные изделия, ни инвестиционные запасы не пострадают от экспериментов на Большом адронном коллайдере.

Пока повсеместно распространенный автономный транспорт, мгновенная диагностика заболеваний или виртуальная реальность в каждом доме остаются сюжетом научной фантастики, поскольку требуют быстрой передачи огромных объемов данных, недоступной современным сетям. Международная команда ученых и инженеров разработала инновационный способ ускорить этот процесс. Они выяснили, как повысить производительность полупроводников на основе нитрида галлия.

Переход от 5G к шестому поколению протокола мобильной связи потребует радикального обновления полупроводниковой технологии, схем, систем и связанных с ними алгоритмов. В частности, основные полупроводниковые компоненты, изготовленные из нитрида галлия, должны быть намного быстрее, мощнее и надежнее.

Международная команда исследователей протестировала новую архитектуру усилителей из нитрида галлия. Открытое ими свойство — «эффект фиксатора» — позволило разблокировать путь к значительному повышению производительности радиочастотного устройства. Эти устройства смогут использовать параллельные каналы, которые затем требуют использования особых транзисторов, управляющих движущимся через устройство потоком тока, пишет Science Daily. «Вместе с коллегами мы опробовали технологию „полевых транзисторов с эффектом сверхрешетки“ (SLCFET), в которых током помогают управлять свыше 1000 ребер шириной менее 100 нм. Хотя SLCFET продемонстрировал наивысшую производительность в диапазоне частот W-диапазона, что соответствует 75-110 ГГц, физика, лежащая в основе этого процесса, прежде была неизвестна. Мы поняли, что наблюдали эффект фиксатора в нитриде галлия, который и обеспечивает высокую производительность на радиочастотах».

Затем исследователи установили, где именно возникает этот эффект, а также разработали 3D-модель для дальнейшей проверки наблюдений. Следующей задачей стало изучение надежности эффекта фиксатора для практических применений. Тщательное тестирование устройства в течение длительного периода времени показало, что оно не оказывает негативного воздействия на надежность или производительность устройства. Мы обнаружили, что ключевой аспект, определяющий эту надежность, — тонкий слой диэлектрического покрытия вокруг каждого из ребер, — сказал Мартин Кубалл из Университета Бристоля, один из руководителей проекта. — Но главный вывод был очевиден — эффект фиксатора можно использовать для бесчисленных практических применений, которые могут в будущем значительно преобразовать жизнь людей». Долгое время ученые не могли понять, как ферроэлектрические полупроводники могут поддерживать две противоположные электрические поляризации, не распадаясь. Ответ нашли ученые из США. Исследование показало, что при столкновении противоположных электрических поляризаций внутри материала кристаллическая структура создает свободные атомные связи.

Три года назад Glow Byte провели первую конференцию, на которой рассказали о китайском инструменте продвинутой аналитики FineBI. Тогда же мы впервые познакомили вас и с нашим партнером FanRuan, с которым решили сегодня немного рассказать о том, как в Китае обстоит дело с искусственным интеллектом и как ИИ связан с бизнес-аналитикой. Китай сегодня — не просто лидер в области искусственного интеллекта (ИИ), он формирует устойчивую цифровую экосистему, глубоко интегрированную в экономику. Особенно активно технологии развиваются в B2B-сегменте и BI-индустрии. Китай делает ставку на масштабное внедрение решений нового поколения — ABI (Augmented Business Intelligence). Этот опыт стоит изучить, а, возможно, и перенять, особенно в условиях курса на импортозамещение и цифровой суверенитет.

Китай за последние два десятилетия превратился в "мировую фабрику", обеспечивая более 28% глобального промышленного производства. По данным UNIDO (United Nations Industrial Development Organization), в 2023 году Китай сохранял статус крупнейшего производителя в мире, значительно опережая США и Германию по совокупной добавленной стоимости. К 2024 году на его долю приходится 34% мировой добавленной стоимости в производстве.

Все это подталкивает страну к цифровой трансформации, где ИИ становится ключевым инструментом повышения эффективности, точности и конкурентоспособности. Сегодня Китай уже не просто лидер по объему производства — он активно трансформируется в цифрового гиганта, интегрируя передовые технологии в каждый этап производственной цепочки. Например, на заводах Huawei роботы, оснащенные ИИ, выполняют до 90% операций по сборке (Huawei Annual Report 2022), что снижает человеческий фактор и увеличивает точность производства.

Тем не менее, масштабная цифровизация сопровождается серьезными вызовами. Один из главных — это неравномерное развитие регионов: высокотехнологичные хабы вроде Шэньчжэня и Ханчжоу стремительно развиваются, в то время как сотни традиционных производственных кластеров в провинциях сталкиваются с нехваткой квалифицированных кадров и доступных цифровых решений. Согласно исследованию McKinsey & Company ("China’s digital economy: Opportunities and risks"), разрыв между цифровыми лидерами и отстающими регионами продолжает расти, угрожая долгосрочной устойчивости трансформации.

Еще один вызов — зависимость от импортных технологий в ключевых сегментах, несмотря на инициативы вроде "Made in China 2025". Например, до 80% высокоточных микрочипов по-прежнему импортируются (данные SEMI и IC Insights). Хотя Китай инвестировал более $200 млрд в развитие собственной полупроводниковой отрасли (по данным South China Morning Post и Bloomberg), пробить технологическое лидерство США и Тайваня пока не удалось.

Тем не менее, Китай удивляет даже на фоне этих трудностей. В 2023 году в стране было установлено более миллиона 5G-базовых станций, что составляет более 60% всей мировой инфраструктуры 5G (MIIT, Ministry of Industry and Information Technology of China), и эти сети уже используются на умных заводах, где сборочные линии управляются в реальном времени через облачные платформы и цифровые двойники. Китай продолжает удивлять своими темпами цифровой трансформации. Несмотря на объективные вызовы, страна последовательно строит модель "умного производства", которая в ближайшие годы может изменить глобальный баланс сил в промышленности.

Китайская индустрия электромобилей стала образцом синергии между государственным управлением, ИИ-технологиями и рыночным спросом. Компания BYD использует интеллектуальные платформы управления производством, которые на основе данных с датчиков и ИИ-моделей позволяют снизить производственные издержки на 18%. Развитие электромобилей в Китае демонстрирует успешный пример цифрового прорыва, основанного на сочетании государственной поддержки, передовых ИИ-технологий и эффективной рыночной стратегии. Масштабные инвестиции, развитая инфраструктура и интеграция искусственного интеллекта позволили Китаю занять лидирующие позиции в мировой индустрии электромобилей и задать высокую планку для других стран.

«Проект Мозг» (China Brain Project), запущенный официально в рамках 13-й пятилетки (2016–2020), представляет собой масштабную национальную инициативу, направленную на развитие нейронаук, искусственного интеллекта и технологий мозг-компьютерного интерфейса. Этот проект стал ответом Китая на аналогичные программы США (BRAIN Initiative) и ЕС (Human Brain Project), но с акцентом на прикладную пользу для медицины, ИИ и когнитивных технологий. В 2020 году он вошёл в число мегапроектов в рамках программы «Сделано в Китае 2025».

Китайские учёные создали одну из самых продвинутых моделей цифрового мозга — Brainnetome Atlas, превосходящую по детализации аналогичные европейские разработки. Она используется как основа в ИИ-платформах для диагностики психоневрологических заболеваний. В 2023 году стартап NeuCyber NeuroTech совместно с учёными из НАН Китая представил мозговой чип с 1 024 электродами, предназначенный для восстановления нейросигналов у пациентов с нарушениями двигательной активности. Это один из первых в мире коммерчески реализуемых интерфейсов мозг-компьютер. Institute of Brain Science and Intelligent Technology в Шанхае использует суперкомпьютеры для имитации когнитивных процессов человека, что помогает создавать более «естественные» ИИ-алгоритмы.

Как и в случае с индустрией электромобилей, «Проект Мозг» демонстрирует стратегический подход Китая к созданию технологического превосходства. Сочетание государственного планирования, научных разработок и интеграции с ИИ позволяет не только продвигать границы науки, но и решать прикладные задачи — от медицины до промышленной автоматизации. Это яркий пример того, как Китай стремится контролировать не только физическое производство, но и когнитивные технологии будущего.

ABI (Artificial BI) — это новое поколение бизнес-аналитики, в котором ключевую роль играет искусственный интеллект. Если классическая BI (Business Intelligence) помогает компаниям собирать и визуализировать данные, то ABI делает шаг дальше: она не просто показывает, что происходит, а сама предлагает выводы, объясняет причины и даже рекомендует, что делать дальше. Проще говоря, ABI — это «умная» аналитика, которая анализирует данные за вас, помогает быстро находить инсайты и принимать решения без глубоких технических знаний. ABI позволяет бизнесу перейти от ручного анализа к интеллектуальному взаимодействию с данными. В центре внимания — не только визуализация, но и способность системы понимать запросы пользователя и предлагать инсайты.

Представьте себе мир, в котором материя не является окончательной сущностью, а лишь физическим эхо глубинных полевых структур. Если текущая физика основана на идее самосуществания вещества и энергии, то новая парадигма видит их лишь консеквенцией информационно-энергетических полей.