Для нас, смертних, плин часу йде в один бік.Вчора вже минуло, завтра ще не настало, і, незважаючи на те, як точно годинник відзначає проходження секунд, ми ніколи не зможемо повернутися до моменту, що минув.Але для час кристала все зовсім інакше.Складові частини цього загадкового стану матерії – чи то атоми, звукові хвилі, чи топологічні дефекти – строго регламентовані в часі, повторюючи один і той же ритм, який можна вирізати з запису в регулярні інтервали і ідеально накласти один на одного.Раніше вважалося, що це неможливо, але час кристали були спостережені в системах від фізичних атомних решіток до левітуючого пінопласту.Тепер фізики виявили дивний новий спосіб виникнення час кристала – не через накладення зовнішнього ритму, а через спонтанний процес, в якому суперечливі вібрації поступово синхронізуються – порядок поступово виникає з хаосу.Використовуючи 3D-друкований двовимірний метаматеріал, міжнародна команда фізиків на чолі з Йонасом Вeenstra з Університету Амстердама в Нідерландах спостерігала, як маленькі, швидкі вібрації поступово переходять у більші, повільніші хвилі, поки вся структура не почала рухатися синхронно.Дослідники називають цей процес "згущення хвиль", і він може виявити новий спосіб організації матерії в стійкі патерни в часі.Однією з найбільших проблем у дослідженні час кристалів є їхня вкрай крихка природа.Коли ви намагаєтеся зберегти щось у дуже точному ритмі, навіть невелике порушення може призвести до безладу. У системах з лише одним або двома просторовими вимірами ці порушення можуть бути особливо руйнівними.Це робить виникнення стабільного, синхронізованого ритму в двовимірному матеріалі особливо цікавим.Одним із можливих шляхів до такого порядку є спосіб, яким різні частини матеріалу взаємодіють одна з одною.Вeenstra та його колеги хотіли спостерігати, що відбувається з хвилями в системі, коли вплив однієї частини системи на іншу не є обов'язковим.Ці взаємодії відомі як нерекіпрокні, і вони можуть створювати деякі дивні динаміки. За певних умов, замість того, щоб осідати в безладній купі суперечливих коливань, хвилі можуть поступово реорганізовуватися, з довшими, повільнішими патернами, що витісняють коротші, швидші.Зрештою, один узгоджений ритм може виникнути по всій системі.Щоб показати, що це може статися математично, потрібно було ще більше зусиль, щоб реалізувати це в реальному матеріалі.Для цього дослідники побудували незвичайний метаматеріал – такий, властивості якого виникають з його структури, а не з його складу.Він складався з 37 одиниць, розташованих у решітці, схожій на соти, кожна з яких виготовлена з трьох еластичних шестикутників, оснащених датчиками, актуаторами та маленьким електронним контролером.Компоненти були запрограмовані реагувати один на одного дуже специфічним чином. Коли один шестикутник стискався, його сусід за годинниковою стрілкою також стискався, тоді як сусід протилежного напрямку розширювався.Ця асиметрична реакція дозволила дослідникам створити нерекіпрокні взаємодії, які вони хотіли вивчити.Потім вони запустили матеріал у рух.Вони дали сотам поштовх, вводячи невеликі, випадкові порушення в структуру, і спостерігали, що відбувається.Спочатку окремі одиниці почали вібрувати швидко, приблизно 30 разів на секунду. Але поступово виникли більші хвилі, які обігнули край матеріалу, переважаючи над меншими коливаннями.Потім, коли хвилі ставали довшими, їхні коливання сповільнювалися, поки вся соти не почала рухатися разом в єдиному, синхронізованому ритмі.Кожен може створити хвилю, але наступна частина – продемонструвати, що хвиля є час кристалом.Для цього дослідники повинні були довести, що синхронізовані коливання не є лише короткочасним явищем, а формою порядку, яка може зберігатися навіть при випадкових порушеннях.Вони звернулися до математичного аналізу та комп'ютерного моделювання, вводячи шум у свою модель, щоб перевірити, чи знищить це синхронізований ритм.Це не сталося. Їхні результати показали, що коливання можуть залишатися узгодженими, незважаючи на порушення, навіть коли система наближається до ефективно безмежного розміру.Соти не стали кінцем експериментів. Дослідники хотіли дізнатися, чи може ефект виникнути в системі з іншою архітектурою – тому вони побудували донат для хвиль, як надзвичайно дивний механічний бик, перетворений на повітряний хокей.Він складався з одного еластичного кільця, оснащеного 24 моторами, запрограмованими для створення нерекіпрокних взаємодій між сусідніми секціями. Вони розмістили його на повітряній таблиці, дозволяючи йому плавати з мінімальним тертям.Коли вони активували мотори і порушили кільце, хвилі почали подорожувати навколо його окружності, деформуючи його в послідовність змінних полігональних форм.Коли хвилі ставали довшими і повільнішими, полігони розвивали менше сторін, поки рух кільця не було доміноване єдиним великим патерном.Дослідники не встановили окремо, що ця система також сформувала час кристал, але вона виявила щось важливе про згущення хвиль.Їхній математичний аналіз показав, що, коли хвилі зростають в амплітуді, вони змінюють динаміку системи, все більше сприяючи хвилям з довшими довжинами хвиль. Ці більші хвилі стають сильнішими, ще більше зміщуючи баланс на їхню користь.Це створює замкнуте коло, в якому домінуючі хвилі стають поступово більшими і повільнішими, поки не досягнуть меж, накладених розмірами самого матеріалу.Замість того, щоб накладати синхронізований ритм ззовні, дослідники знайшли спосіб, щоб матеріал організував свої власні вібрації.Нарешті, був ще один сюрприз. Дослідники також виявили, що процес можна перервати.У своїй математичній моделі додавання тертя змінило, які хвилі могли зростати. Найдовші хвилі були пригнічені, що заважало вібраціям продовжувати реорганізовуватися в ще більші патерни.Замість того, щоб вся матеріал став у ритм, система могла осісти в інший вид порядку – постійні хвилі, що рухаються в одному напрямку вздовж її краю.Це свідчить про те, що одна й та ж фізика може виробляти різні види організованого руху, залежно від умов. Розуміючи, як контролювати ці умови, дослідники можуть зрештою знайти нові способи направляти вібрації через інженерні матеріали.Це відкриття може мати наслідки для таких галузей, як акустика та м'яка робототехніка, хоча практичні застосування ще попереду.Але, можливо, найцікавіша частина полягає в тому, що дослідники не потребували індукції та керування ритмом вібрацій матеріалу. Створивши умови, за яких його компоненти взаємодіяли, вони створили умови, в яких вібрації могли організуватися самостійно.Їхні результати свідчать про те, що ця самоорганізація може запропонувати новий шлях до стійкого, довготривалого тимчасового порядку, який виявився настільки важким для досягнення в час кристалах."Ми очікуємо, що згущення хвиль представляє собою зразковий шлях до кристалізації часу в системах з додатковими симетріями та асоційованими модами Голдстоуна," пишуть вони, "які можуть бути використані як стратегія контролю для зміни форм і направленого руху в таких галузях, як робототехніка, активна матерія та оптомеханіка з нерекіпрокними фазовими переходами."Ну, очевидно.Дослідження було опубліковано в Nature.Цікавий фактЧас кристали можуть мати потенційні застосування в квантових комп'ютерах, оскільки їхня здатність зберігати інформацію в стабільному стані може бути корисною для обробки даних.

Ваші сни можуть не передбачати майбутнє, але те, як ваше серце засинає, може.Дослідники показали, що на ранніх стадіях сну, коли нервова система зазнає швидких змін, електрична активність серця може використовуватися для визначення майбутніх ризиків для здоров'я.Все, що потрібно, це дані з одного електрокардіограми (ЕКГ), розміщеної на грудях під час сну.З цими даними штучний інтелект може передбачити ризик нерегулярного серцебиття, інсульту, серцевої недостатності або смерті від будь-якої причини протягом наступних 10 років.Результати опубліковані в журналі SLEEP за підтримки Національних інститутів здоров'я США (NIH)."Цей новий підхід має потенціал для виявлення осіб, які піддаються ризику серцево-судинних захворювань, за кілька років до появи клінічних симптомів", - говорить Девід Гофф, виконуючий обов'язки директора Національного інституту серця, легенів і крові (NHLBI).Дослідницька група, очолювана вченими з Університету Емора, спочатку навчила систему глибокого навчання на даних громадського здоров'я майже 16 000 пацієнтів.Ці пацієнти брали участь у дослідженні сну в Массачусетській загальній лікарні в Бостоні, і в рамках випробування їхня серцева активність вимірювалася під час сну за допомогою ЕКГ.Після навчання система ШІ була протестована на двох інших наборах даних, включаючи майже 10 000 пацієнтів з лікарні Університету Емора та 13 000 пацієнтів з Медичного центру Бет Ізраель Діконес в Бостоні.В результаті модель змогла розподілити учасників на різні рівні довгострокового ризику серцево-судинних захворювань.Після корекції за традиційними факторами ризику та характеристиками сну система ШІ могла передбачити 10-річний ризик кількох серцево-судинних наслідків.Для кожного стандартного відхилення в оцінці ризику ШІ ризик фібриляції передсердь, що є нерегулярним серцебиттям, зростав на 103 до 172 відсотків.Також спостерігався ризик інсульту на 19 до 40 відсотків, ризик серцевої недостатності на 69 до 133 відсотків і ризик смерті від будь-якої причини на 65 до 82 відсотків.Лише одна група показала значно підвищений ризик майбутнього інфаркту міокарда."Важливо, що ми виявили, що додавання оцінки з нашої моделі глибокого навчання покращило прогнозування серцевих наслідків, виходячи за межі встановлених факторів ризику", - говорить Гари Кліффорд, автор дослідження та професор біомедичної інженерії в Технологічному інституті Джорджії."Додавання цих оцінок у дослідження сну має великий потенціал для покращення раннього виявлення серцево-судинних захворювань, визначення найбільш ризикованих пацієнтів і більш проактивного підходу до лікування".Проблеми зі сном, такі як безсоння, відомі як фактори ризику серцево-судинних захворювань.Під час полісомнографії (ПСГ), яка є золотим стандартом для діагностики розладів сну, серце часто записується також.Але якщо ці дані не виявляють серйозних проблем, результати рідко враховуються.Вся ця тонка інформація про функцію серця може бути втраченою.Традиційні моделі ризику серцево-судинних захворювань зазвичай враховують записи ЕКГ, коли людина прокинута або йде.Але під час сну вони також можуть фіксувати важливі коливання.Використовуючи алгоритм глибокого навчання, дослідники в США тепер виявили, що записи ЕКГ показують сильну прогностичну цінність для результатів серцево-судинного здоров'я, коли їх поєднують з етапами сну.Це вірно навіть при корекції за іншими факторами ризику серцево-судинних захворювань, такими як вік, стать, діабет, гіпертонія та куріння.Під час найлегшої стадії сну, наприклад, зміни в серцевих ритмах і електричній провідності, здається, особливо вказують на майбутні ризики для здоров'я."Ці швидкі автономні коливання можуть підсилити тонкі аномалії в динаміці серцевого ритму або провідності", - пояснюють автори.Фактично, включення даних, отриманих з ЕКГ під час сну, покращило поточні моделі ризику серцево-судинних захворювань на 6 відсотків для фібриляції передсердь, на 9 відсотків для серцевої недостатності та на 7 відсотків для прогнозування смертності.Ці абсолютні збільшення можуть здаватися скромними, але вони все ще покращують нашу здатність розрізняти осіб, які розвивають серцеву недостатність, від тих, хто не розвиває.З продовженням розвитку система ШІ має потенціал допомогти медичним працівникам виявляти пацієнтів з розладами сну, які можуть бути підвищеними ризиками серцевої недостатності."У майбутньому перевірені аналітичні підходи, такі як цей, можуть бути інтегровані в існуючі діагностичні тести для пацієнтів, які проходять дослідження сну, як інструмент для скринінгу кількох негативних серцево-судинних наслідків", - говорить Гофф.Цікавий фактДослідження показали, що проблеми зі сном можуть підвищити ризик серцево-судинних захворювань, тому важливо звертати увагу на якість сну.

Багато людей з депресією не реагують на існуючі методи лікування, і вчені вважають, що це може бути пов'язано з різними шляхами, якими люди можуть дійти до однакових симптомів депресії.Нове дослідження показало, що чверть пацієнтів підпадає під 'циркадний' підтип депресії, що виникає через стан постійного джетлагу.Дослідження, проведене командою психіатрів з Університету Сіднея в Австралії, опубліковано в British Journal of Psychiatry.Сучасні клінічні рекомендації розглядають депресію як один розлад. Але команда вважає, що, хоча депресія може виглядати схоже для кожного пацієнта, багато різних біологічних проблем можуть викликати симптоми.Більшість доступних методів лікування депресії вважають, що розлад пов'язаний з тривогою. Але для 30% молодих людей з атиповою депресією це не так.Отже, якщо це не пов'язано з тривогою, то що викликає це?"Ми досліджуємо нейробіологію регуляторів циркадної системи в мозку", - говорить він.Циркадні системи в нашому тілі пов'язані з 24-годинним циклом дня і ночі, де світло є основним сигналом, що модулює ці системи. Але кожне тіло трохи відрізняється."Координація цих годинників визначає ваш настрій, ваш метаболізм, вашу концентрацію, ваш цикл сну/бодрствування та багато інших ключових факторів", - пояснює Хікі."Коли це порушено, ви відчуваєте джетлаг постійно. Ви відчуваєте втому, ви втомлені, ви набираєте вагу, не можете зосередитися, погано спите, і ваша поведінка змінюється".Хікі та його колеги тепер знайшли докази того, що цей основний механізм дійсно лежить в основі частини розладів настрою, на основі даних 11 380 учасників у рамках Австралійського дослідження генетики депресії.Дослідники визначають циркадний підтип депресії за шістьма критеріями.Для когось з циркадною депресією їх симптоми змінюються з сезонами через зміну тривалості дня. По-друге, середина їхнього сну затримується в порівнянні з загальною популяцією.Вони також відчувають соціальний джетлаг: тобто їхня середина сну в робочі дні на кілька годин відрізняється від середини в неробочі дні (тобто їхні сну не відповідають часу, на який зазвичай спроектоване суспільство).Вони мають вечірній хронотип, і коли їм надається можливість, вони сплять довше, ніж звичайна людина (можливо, дослідники припускають, через постійний досвід джетлагу). Не дивно, що вони також повідомляють про сильну втому вранці.Серед 11 380 людей, включених у це дослідження, близько 1 з 4 пацієнтів підпадає під цей циркадний підтип.Існує певний перекриття з іншими запропонованими підтипами депресії. Найбільше перетворення було з атиповою депресією, але навіть тоді близько 1 400 випадків відповідали критеріям для атипової депресії, але не циркадного підтипу, що свідчить про те, що це можуть бути все ще різні форми розладу."Депресія не є однорідною хворобою, і розуміння характеристик різних підтипів означає, що ми можемо надати людям раніше доступ до лікувань, які будуть найбільш ефективними для них", - пояснює Еміліана Тоніні, перший автор нової статті.Учасники з циркадним підтипом почали відчувати депресію раніше в житті і повідомляли про більш важкі клінічні ознаки, такі як манія, психоз і суїцидальність.Вони також були більш схильні до збільшення ваги під час депресивних епізодів. Вони також мали вищий генетичний ризик для основних нейророзвиткових розладів, включаючи СДВГ, а також проблеми з запаленням і серцево-судинним здоров'ям.Ці учасники також були менш схильні знаходити звичайні антидепресанти ефективними і, як правило, відчували більше побічних ефектів від ліків."Оскільки циркадна депресія пов'язана з внутрішнім годинником людини, лікування, що націлене на циркадний ритм, такі як світлотерапія та мелатонін, можуть бути набагато більш актуальними, і клініцисти повинні звертатися до них набагато раніше у людей з цією презентацією", - говорить Крауз."Для тих, хто вважає, що антидепресанти не працюють для них, важливо поговорити з вашим лікарем про вашу індивідуальну ситуацію".Якщо ця історія викликала занепокоєння або вам потрібно поговорити з кимось, будь ласка, зверніться до цього списку, щоб знайти кризову гарячу лінію у вашій країні та зверніться за допомогою.Дослідження було опубліковано в British Journal of Psychiatry.Цікавий фактЦиркадні ритми впливають не лише на настрій, але й на фізичне здоров'я, включаючи метаболізм і сон.

Мало відоме лікування серцевої недостатності, розроблене більше півстоліття тому і вдосконалене в 70-х, може стати потенційною терапією для пацієнтів з Альцгеймером.Це лікування називається екстернальним контрпульсацією (ECP), і воно стискає нижню частину тіла за допомогою надувних манжетів навколо литок, нижніх стегон і сідниць.Цей неінвазивний пристрій для підтримки кровообігу допомагає повернути кров до серця, можливо, покращуючи функцію артерій на шляху.Сьогодні ECP затверджено Управлінням з контролю за продуктами і ліками США (FDA) для лікування грудного болю, гострого інфаркту міокарда та серцевої недостатності, але його рідко рекомендують або використовують для таких цілей.Інші методи лікування просто краще зарекомендували себе.Проте, ECP може не бути таким застарілим.Останніми роками попередні дані свідчать, що ECP може мати застосування не лише для серця; він також може покращити кровообіг до мозку.Клінічне дослідження показало, що ECP може принести користь тим, хто має ранні ознаки деменції.«Сімдесят вісім відсотків пацієнтів з легким когнітивним порушенням або раннім Альцгеймером покращилися після шести місяців цього неінвазивного лікування», — говорить провідний автор Джек Юні з Renew Research, компанії, яка володіє медичним пристроєм ECP і фінансувала дослідження.«В середньому учасники отримали п’ять балів на стандартних когнітивних шкалах — покращення, приблизно еквівалентне відновленню одного-двох років втраченої функції».Дослідження включало 190 пацієнтів з легким когнітивним порушенням або раннім Альцгеймером.У порівнянні з плацебо, ECP-терапії мали помітні та стійкі ефекти на когніцію та повсякденну діяльність.Ці покращення вимірювалися за допомогою тестів пам'яті, уваги, мови та логіки, а також оцінок повсякденних здібностей, таких як одягання, їжа та домашні справи.«Успіх цього лікування підкреслює важливу роль судинної системи в клінічному Альцгеймері», — підсумовують автори дослідження.«ECP є перспективним лікуванням для цього інакше руйнівного захворювання».Залучення приватних інтересів у наукові дослідження завжди викликає скептицизм, особливо оскільки надійні докази ще не існують для ECP як лікування цереброваскулярних захворювань.Проте є вагомі причини підозрювати, що ECP може працювати для покращення кровообігу до мозку, а, можливо, і функції мозку в результаті.У випадках деменції відомо, що кровообіг до мозку зменшується, деякі області отримують до 50 відсотків менше крові.Більше того, ознаки хвороби Альцгеймера в мозку часто тісно пов'язані зі здоров'ям судин.«Накопичення доказів свідчить про те, що судинні захворювання відіграють значну роль у патофізіології хвороби Альцгеймера та пов'язаних деменцій і представляють ціль для терапевтичного втручання», — пишуть автори недавнього дослідження, включаючи невролога Патріка Морарті з Університету Канзасу.Протягом багатьох років Морарті досліджував, чи може ECP покращити кровообіг до мозку — і зазначає в статті, що він отримував підтримку від Renew Research у минулому.Щоб дізнатися, чи працюють пристрої для пацієнтів з раннім когнітивним зниженням, Морарті, Юні та колеги провели рандомізоване, одноблідне контрольоване дослідження в США.Як ви можете уявити, трохи важко підробити те, що ноги когось не стискаються, тому «плацебо» було важко замаскувати.В результаті половина групи була рандомізована для отримання повного тиску ECP, синхронізованого з їхніми серцебиттями, тоді як інша половина отримала імітаційне лікування, що включало низький тиск, несинхронізовані пульсації.В кінці кінців, імітаційне лікування все ще здавалося, що надає певні переваги, але в меншій мірі.У групі з повним тиском дослідники повідомляють, що 84 відсотки пацієнтів показали покращення когнітивної функції протягом шести місяців лікування.«Порівняно з базовими показниками кожного індивіда, екстернальна контрпульсація значно покращила кілька показників когніції та загальну клінічну оцінку з мінімальними побічними ефектами», — підсумовують автори дослідження.«Для більшості пацієнтів спостережувані зміни представляли покращення в порівнянні з базовими показниками, а не просто уповільнення темпів зниження».Це не означає, що цей пристрій може уповільнити прогресування хвороби Альцгеймера або легкого когнітивного порушення. Але Renew Research сподівається, що технологія може покращити деякі симптоми.Перші 35 сеансів ECP проводилися пацієнтам 3-5 разів на тиждень по одній годині. Потім, після цього, сеанси ECP проводилися двічі на тиждень.Через шість місяців сеанси були зупинені, і все ж пацієнти продовжували показувати когнітивні переваги.Шість місяців після останнього лікування ECP 75 відсотків тих, хто отримав реальне лікування, все ще показували покращення когнітивних функцій з початку дослідження.«Наскільки нам відомо, це перше демонстраційне лікування, яке викликало фактичне покращення в когнітивних та функціональних здібностях у цій популяції», — пишуть автори.Тепер потрібно більше доказів серед більших когорт і на більш тривалих періодах, щоб з'ясувати, як ECP може покращити функцію мозку у випадках раннього когнітивного зниження та як найкраще проводити лікування.Учасники цього дослідження були всі клінічно діагностовані з Альцгеймером, а не через біомаркери крові захворювання.Це залишає відкритою можливість того, що деякі страждали від когнітивного зниження через інші причини, такі як судинна деменція.Це може дещо спотворити результати.Нещодавно пристрій Renew Cerezen™ ECP був сертифікований в Європейському Союзі для лікування легкого когнітивного порушення через хворобу Альцгеймера або легкого Альцгеймера.Але це не означає, що він демонструє надійні докази як лікування. Пристрій не отримав такої ж дозволу від FDA США.«Профіль вигоди/ризику є дуже сприятливим, особливо в порівнянні з профілем затверджених терапій для хвороби Альцгеймера», — стверджують автори дослідження.Минулого року компанія надіслала лист до FDA «щодо тривалої затримки» в затвердженні свого пристрою «незважаючи на статистично значущі, клінічно значущі результати з ретельно контрольованого, рандомізованого дослідження в США».Тепер це в руках FDA.Дослідження було опубліковано в American Journal of Alzheimer’s Disease & Other Dementias.Цікавий фактЦікаво, що в Європейському Союзі пристрій Renew Cerezen™ ECP вже отримав сертифікацію для лікування легкого когнітивного порушення, що може відкрити нові можливості для пацієнтів з Альцгеймером.

Більше 80 років рукопис, написаний одним із засновників квантової фізики, припадав пилом у бібліотеці Австрії.Тепер його знайшов історик фізики Флавіо Дель Санто з Женевського університету. Цей трьохсторінковий документ є коротким, але містить давно втрачену інформацію про одну з найсуперечливіших дискусій у квантовій механіці.Цей документ пропонує несподіване уявлення про те, що сам Ервін Шредінгер вважав про природу реальності.Замість того, щоб відчувати дискомфорт через квантову випадковість, як його часто зображують, Шредінгер вірив, що існують аспекти Всесвіту, які не можна передбачити — переконання, яке він мав ще до виникнення квантової теорії в 1920-х роках.У рукописі він написав: "Найсильніший аргумент на користь індетермінізму старший за квантову механіку".У класичній фізиці немає справжньої випадковості. Кості можуть мати дефекти, які впливають на їх кидок. Комп'ютерні генератори випадкових чисел зазвичай керуються алгоритмами. Навіть підкидання монети підпорядковується фізичним силам, які, теоретично, можна передбачити.Цей феномен відомий як детермінізм, і він відіграє важливу роль у нашому розумінні фізичного Всесвіту, стверджуючи, що кожна класична поведінка визначається умовами, які її передують, навіть якщо ми не знаємо, які це умови.Але квантова механіка, як відомо, йде в ногу з дуже іншим ритмом.На квантовому рівні поведінка частинок, таких як фотони та електрони, може бути передбачена лише в термінах ймовірностей. Ми можемо розрахувати ймовірність певного результату з надзвичайною точністю, але не можемо точно передбачити, що зробить окрема частинка.Це піднімає глибоке питання: чи є Всесвіт в основному випадковим, чи існують приховані фактори, які визначають поведінку частинок, які квантова механіка ще не врахувала?Ці гіпотетичні приховані фактори відомі як приховані змінні, і вони є саме тим, чим звучать — невідомими властивостями або умовами, які, якби ми їх знали, дозволили б фізикам передбачити квантову поведінку окремих частинок.У 1932 році математик Джон фон Нейман опублікував те, що широко інтерпретувалося як математичне доведення того, що такі приховані змінні неможливі.Його аргумент мав значну вагу, і протягом більше десяти років дослідження моделей прихованих змінних в основному зупинилися.Не всі були переконані. У 1935 році математик Грете Герман вказала на значні недоліки в міркуваннях фон Неймана. Однак її критика була в основному проігнорована.У середині 1940-х років двоє видатних фізиків випадково відновили аргумент на користь прихованих змінних, іронічно виступаючи проти них, погоджуючись з фон Нейманом.У травні 1943 року математик і фізик Едмунд Тейлор Уіттакер виступив з лекцією, стверджуючи, що квантова механіка нарешті зруйнувала класичне уявлення про детермінізм.На відміну від очевидної випадковості підкидання монети, він стверджував, що квантова випадковість є справжньою, і жодна кількість додаткової інформації не може зробити індивідуальні результати передбачуваними.Тоді, в січні 1944 року, фізик Сатйендра Нат Бозе зробив подібний аргумент на засіданні Індійського наукового конгресу, заявивши, що "фізики здобули знання, але втратили віру" в детерміністичні закони природи.Це стало іскрою для сухого сіна.У липні 1944 року математик Генрі Піаджо опублікував статтю в журналі Nature під назвою "Колапс детермінізму", в якій повідомляв про аргументи Бозе. Це спровокувало сплеск відповідей від фізиків, які не були настільки переконані, що детермінізм мертвий і похований.Протягом наступних місяців аргумент розцвів на сторінках журналу, дослідники розбиралися з нібито неможливістю прихованих змінних.У своїй лекції 1943 року Уіттакер запропонував, здавалося б, просту демонстрацію того, чому приховані змінні не можуть існувати, використовуючи фотони — окремі частинки світла, які проходять через поляризатор.Квантова механіка може передбачити, яку частину фотонів пройде через поляризатор під будь-яким кутом.Але Уіттакер стверджував, що якщо кожен фотон несе прихору інструкцію, що визначає, чи пройде він, зміна кута поляризатора під час польоту фотонів зробить цю інструкцію марною.Отже, він зробив висновок, що результат не може бути передбачений прихованими змінними.Шредінгер, спостерігаючи за дебатами, написав свою відповідь, також названу "Колапс детермінізму".У ній він вказав на значний недолік у міркуванні Уіттакера.Уіттакер припустив, що кожен фотон несе приховану змінну лише з двома можливими значеннями, одне з яких визначає, чи пройде він через поляризатор, а інше — чи буде відображений.Але Шредінгер вказав, що немає причин обмежувати приховану змінну лише двома значеннями. Що, якщо вона може приймати будь-яке значення між нулем і одиницею?Він тоді побудував математичну модель, в якій результат залежав як від прихованої змінної фотона, так і від кута поляризатора.З правильними правилами модель відтворила ймовірності, які передбачає квантова механіка, без необхідності, щоб кожна окрема взаємодія була випадковою.Існувала друга частина моделі, яка також була важливою. Шредінгер розробив детерміністичне правило для оновлення прихованої змінної після того, як фотон пройшов через поляризатор, що означало, що його модель могла бути використана для відтворення прогнозів для наступних вимірювань.Важливо, що його мета не полягала в захисті детермінізму, оскільки він обов'язково вірив у нього. Він захищав можливість детермінізму проти конкретних тверджень, що це неможливо."Експериментальні дані + логічні висновки ніколи не можуть довести, що або детерміністичний, або індетерміністичний погляд є неможливим", — написав він.Однак відповідь Шредінгера ніколи не була опублікована.Чому він ніколи не опублікував її залишається загадкою, хоча Дель Санто має можливе пояснення.У 1944 році фізик Генріх Пельцер опублікував подібну модель прихованих змінних, показуючи, що аргумент Уіттакера не витримує критики. Шредінгер міг дізнатися про роботу Пельцера і вирішити, що питання вже було піднято.Проте модель Шредінгера пішла далі, надаючи явне математичне правило для того, як прихована змінна фотона змінюється після проходження через поляризатор, що дозволяє їй враховувати наступні вимірювання.Які б не були його причини, рукопис залишався неопублікованим, зберігаючись в австрійському архіві, поки Дель Санто не привернув до нього увагу більше ніж через вісімдесят років.Але є ще один поворот у цій історії.Хоча Шредінгер часто зображується як захисник детермінізму, його власна філософська позиція була досить іншою.Ще в 1920-х роках, до того як сучасна квантова механіка навіть виникла, Шредінгер стверджував, що закони природи можуть бути в основному статистичними, а не підпорядковуватися підлягаючому механізму абсолютно передбачуваних подій.Впливом на нього став фізик Франц Екснер, він навіть описав класичний детермінізм як "філософське упередження" та "апріорне переконання".І його неопублікований рукопис свідчить про те, що його позиція не змінилася в основному до 1940-х років — і не змінилася пізніше.Хоча "Колапс детермінізму" 1940-х років в основному забутий сьогодні, фізики залишаються розділеними за його основними позиціями.Можливо, що ми можемо навчитися з запізнілого внеску Шредінгера — зберігати відкритий розум. У досить вдалому повороті, людина, яка дала нам кота Шредінгера, залишила нам питання, яке залишається, у своєму роді, одночасно живим і мертвим: чи є Всесвіт детерміністичним… чи ні?"Шредінгер … розвинув надзвичайно сильну прихильність до індетермінізму ще до, і незалежно від, квантової механіки, яку він підтримував протягом усієї своєї кар'єри", — пише Дель Санто.Моделі, такі як модель Шредінгера, за словами Дель Санто, "служать доказами принципу проти поширених переконань або заявлених неможливостей, як яскраво ілюструє випадок Шредінгера, реконструйований тут, але ніколи не як вираження догматичної прихильності до детермінізму".

Ви сідаєте на диван після важкого дня, а ваш кіт згортається біля вас, спочиваючи головою на вашій руці. Його тепла шерсть і муркотіння — це звичні частини вашого зв'язку.Але як цей зв'язок впливає на ваші тіла, залишається менш зрозумілим.Вчені з Японії шукали ознаки цього зв'язку у двох гормонах. Окситоцин відіграє роль у соціальному зв'язку і може підвищуватися під час ніжного контакту. Кортизол допомагає регулювати реакцію організму на стрес і його використання енергії.Дослідження, опубліковане в iScience, показало, що власники з вищим рівнем окситоцину, як правило, мали котів з вищим рівнем окситоцину. Вищий рівень окситоцину у котів також був пов'язаний з меншими негативними емоціями та нижчим рівнем кортизолу у власників.Як виникають ці асоціації, поки що незрозуміло. Погладжування може бути одним із можливих пояснень, зазначила провідна авторка Сахо Такагі з Університету Кіото."Я думаю, що це може бути тому, що окситоцин підвищується як у власника, так і у кота під час взаємодії, і ця взаємодія допомагає формувати їхній зв'язок", — сказала Такагі.Коти можуть формувати тісні зв'язки зі своїми господарями. Але фізіологія цього зв'язку залишається менш дослідженою. За словами дослідників, жодне попереднє дослідження не вимірювало окситоцин як у котів, так і у їхніх власників.Такагі та її колеги залучили 19 власників і 29 їхніх котів. Порівняння гормонів використовувало дані з 24 котів, у яких можна було зібрати сечу, та 17 власників.Команда середньоарифметично обчислила показники з трьох зразків сечі для кожної особи. Власники також заповнили анкету про свої почуття за останні кілька тижнів. Невеликі Bluetooth-мітки на нашийниках котів надсилали сигнали на телефони їхніх власників. Ці сигнали допомагали оцінити, наскільки близько вони були вдома.Читання гормонів не є прямими вимірюваннями щастя або стресу. Окситоцин, що виробляється в мозку, також відіграє роль у пологах і виділенні молока. Вища концентрація не завжди вказує на сильніший зв'язок. Кортизол, що виробляється наднирковими залозами, природно коливається протягом дня.Власники котів з вищим рівнем окситоцину повідомляли про меншу агресію, плутанину, тривогу та депресивний настрій. Однак деякі власники мали кілька котів.Коли команда згрупувала дані за домогосподарствами, щоб врахувати це, лише зв'язки з плутаниною та тривогою залишилися статистично підтвердженими.Дослідження використовували різні методи. У новому дослідженні сеча людей збиралася вранці, тоді як зразки котів збиралися, коли це було можливо. Різниця в часі могла ускладнити виявлення асоціації кортизолу.Зв'язок окситоцину також не показує, що гормони підвищуються і знижуються одночасно. Дослідники порівняли середні концентрації. Вони не перевіряли, чи зміни з часом у кота супроводжувалися подібними змінами у його власника."Щоб назвати відкриття 'синхронністю', я думаю, гормони потрібно вимірювати в кількох точках часу і показати, що вони змінюються подібним чином з часом", — пояснила Такагі.Шум у домогосподарстві або щоденні рутини можуть впливати на обох партнерів. Дослідження було невеликим, і 16 з 19 власників були жінками. Його експлораційні аналізи не були попередньо зареєстровані.Місячне дослідження не може встановити, чи зменшують коти стрес своїх власників. Люди, які почуваються краще, можуть більше взаємодіяти зі своїми котами. Вивчення того, що відбувається до і після певної зустрічі, може допомогти розрізнити ці можливості."Щоб дослідити причинність, гормони потрібно вимірювати в кількох точках часу, до і після погладжування", — сказала Такагі.Цікавий фактДослідження показало, що коти можуть формувати зв'язки зі своїми господарями, які можуть бути навіть сильнішими, ніж у собак.

Судини, які постачають кров до вашого мозку, можуть зазнавати пошкоджень без явних попереджувальних ознак.Вчені пов'язали вищий рівень споживання ультраоброблених продуктів з ознаками цього пошкодження у людей середнього віку, що піднімає питання про те, як повсякденні звички харчування впливають на судинне здоров'я мозку.Ці зміни можуть проявлятися на знімках мозку, навіть коли у людини немає помітних симптомів.Розуміння їх зв'язку з дієтою може допомогти дослідникам вивчити, як вибір їжі пов'язаний з процесами, що асоціюються з інсультом і деменцією.Дослідження, опубліковане в JAMA Network Open, вивчало дієтичні анкети, знімки МРТ, вимірювання жирової маси та когнітивні оцінки 8783 дорослих у Канаді. Учасники були віком від 35 до 69 років і не мали встановлених серцево-судинних захворювань.Дослідники класифікували звіти про продукти за ступенем обробки, досліджуючи категорію, яка включає багато промислово сформульованих продуктів.Серед учасників з найвищим рівнем споживання приблизно один з дев'яти мав докази пошкодження судин мозку на МРТ. У групі з найнижчим споживанням ця пропорція становила приблизно один з дванадцяти."Ці результати важливі, оскільки вони є встановленими маркерами цереброваскулярних захворювань і були пов'язані в попередніх дослідженнях з вищим ризиком майбутнього інсульту, когнітивного зниження та деменції", - сказав дослідник харчування університету Макмастера Рассел де Соуза.Сканування виявило два види аномалій. Одна з них стосувалася яскравих ділянок у білій речовині мозку, тканині, що передає сигнали між ділянками мозку.Інша стосувалася ділянок тканини, пошкоджених через перерваний кровотік, іноді без впізнаваних симптомів інсульту.Зв'язок залишався в основному аналізі після врахування різниць, таких як вік, куріння, фізичні вправи, дохід, освіта, гіпертонія та діабет.Додаткові коригування для жирової маси та жиру навколо внутрішніх органів мало вплив, що свідчить про те, що лише ожиріння не пояснює зв'язок.Незважаючи на різниці на знімках мозку, споживання ультраоброблених продуктів не показало послідовної асоціації з результатами тестів пам'яті та мислення.Одне з можливих пояснень полягає в тому, що МРТ може виявляти зміни тканини до того, як вони вплинуть на здібності, вимірювані цими тестами. Спостереження за учасниками протягом часу може допомогти встановити, чи це сталося тут."Багато біологічних процесів, які сприяють інсульту, когнітивному зниженню та деменції, ймовірно, починаються роками або навіть десятиліттями до того, як вони стануть клінічно помітними", - сказав де Соуза.Здоров'я серця та мозку тісно пов'язані через кровообіг, що постачає обидва органи. Звички, які захищають серцево-судинне здоров'я, можуть також принести користь мозку.Де Соуза підкреслив фізичну активність, контроль артеріального тиску, холестерину та діабету, а також уникнення куріння як встановлені підходи, які можуть допомогти знизити ризик.Дієтичні результати супроводжувалися значною невизначеністю.Основний аналіз порівнював порції ультраоброблених продуктів на 2000 калорій споживаних. Коли споживання розраховувалося як відсоток від загальної кількості калорій або загальних порцій їжі, асоціації послаблювалися і зазвичай втрачали статистичну значущість.Дієта, знімки мозку та когнітивні показники також оцінювалися під час одного візиту. Тому дослідження не може показати, чи харчові звички передували аномаліям мозку.Анкети можуть неправильно класифікувати продукти, а незміряні відмінності в обставинах і звичках людей можуть вплинути на результати."Однак дослідження не встановлює, що ультраоброблені продукти викликали зміни в мозку, які ми спостерігали", - застеріг де Соуза.Також не можна відокремити можливі ефекти промислової обробки від харчової цінності продуктів або продуктів, які вони замінюють.Щоб визначити, чи зменшення споживання ультраоброблених продуктів може змінити ці результати, дослідникам знадобляться дослідження, які відстежують учасників протягом часу, та випробування, які навмисно змінюють їх дієту.Цікавий фактДослідження показують, що ультраоброблені продукти можуть містити багато добавок, які негативно впливають на здоров'я, включаючи цукри, жири та солі, що можуть підвищувати ризик серцево-судинних захворювань.

Перехід на спортивний автомобіль може бути захоплюючим рішенням для водіїв, які цінують стильний дизайн, чутливе управління та вражаюче прискорення. Однак перехід з звичайного седана, хетчбека або позашляховика на автомобіль з високими показниками продуктивності вимагає ретельного планування. Окрім зовнішнього вигляду та потужності двигуна, спортивний автомобіль має фінансові зобов'язання, практичні обмеження та вимоги до обслуговування, які можуть вплинути на повсякденну їзду.Перед тим, як зробити вибір, розгляньте, як автомобіль впишеться у ваш бюджет, стиль життя та умови на місцевих дорогах. Так само, як люди порівнюють свої варіанти перед вибором цифрових розважальних платформ, потенційні власники спортивних автомобілів отримують вигоду від дослідження своїх варіантів, а не прийняття рішень лише на основі емоцій.1. Оцініть свій бюджет, виходячи з вартості покупкиПерше, що потрібно врахувати при покупці спортивного автомобіля, це доступність. Початкова ціна може бути прийнятною, але володіння автомобілем передбачає регулярні витрати, такі як страхування, реєстрація, паливо, обслуговування та запасні частини.Спортивні автомобілі можуть вимагати спеціалізованих шин, вдосконалених гальмівних компонентів або рекомендованих виробником мастил. Ці витрати можуть бути значно вищими, ніж у звичайних автомобілів для щоденного використання.Перед тим, як прийняти рішення, розрахуйте приблизну загальну вартість володіння. Включіть щомісячні платежі, витрати на паркування, регулярне обслуговування та резервний фонд для непередбачених ремонтів.2. Врахуйте комфорт і повсякденну практичністьСпортивні автомобілі часто надають перевагу управлінню та продуктивності над простором для пасажирів і вантажу. Деякі моделі мають низькі сидіння, жорсткі підвіски, обмежені задні сидіння та менші багажники.Ці характеристики можуть бути прийнятними для поїздок на вихідних, але незручними для щоденних поїздок або сімейних обов'язків.3. Розумійте продуктивність і умови на місцевих дорогахПотужні двигуни, чутливе керування та точне гальмування сприяють привабливості спортивних автомобілів. Однак специфікації автомобіля повинні відповідати умовам, в яких він буде експлуатуватися.4. Досліджуйте витрату пального та обслуговуванняЕфективність пального варіюється в залежності від розміру двигуна, ваги автомобіля, трансмісії, умов водіння та звичок водія. Досліджуйте графік обслуговування виробника перед покупкою.5. Перевірте безпекові функції та страхуванняСпортивний автомобіль повинен мати відповідне обладнання безпеки для свого року випуску та специфікацій ринку. Страхування також заслуговує на увагу перед підписанням угоди про покупку.6. Розумійте амортизацію та вартість перепродажуСпортивні автомобілі зазвичай підлягають амортизації, хоча швидкість цього процесу залежить від моделі, бренду, віку, стану та попиту.7. Відповідайте своїй покупці своєму стилю життяОстаннє, що потрібно врахувати, це чи дійсно спортивний автомобіль підходить для вашої повсякденної рутини. Якщо ви не впевнені у володінні, оренда подібного автомобіля або організація тривалої тест-драйву можуть дати цінний досвід перед великим фінансовим зобов'язанням.ВисновокПерехід на спортивний автомобіль може забезпечити приємний досвід водіння, але рішення включає більше, ніж просто потужність і зовнішній вигляд. Бюджет, комфорт, умови на дорогах, обслуговування, безпека, амортизація та відповідність стилю життя повинні впливати на ваш вибір.Цікавий фактСпортивні автомобілі часто використовуються не лише для швидкості, але й для участі в різноманітних змаганнях, таких як ралі та трекові гонки, що робить їх популярними серед автоспортсменів.

Як кажуть у соціальних мережах, мікропластик — це свинець і азбест нашого покоління: корисні речі, які здавалися безпечними, поки не виявилися небезпечними.Пластики всюди, адже вони міцні, універсальні та, здавалося б, стабільні. Вони заполонили наші фізичні серця та всі середовища, від глибокого моря до давніх скель. Вони навіть створили власну екосистему з рослин і тварин, які споживають пластик.Здоров'я людей під загрозою, оскільки нові дані свідчать, що ці матеріали не є інертними. Дослідники з Колумбійського університету та Університету Каліфорнії в Берклі продемонстрували, що мікропластик стає хімічно активним у воді, каталізуючи утворення вільних радикалів, які пошкоджують ДНК.Це відкриття, опубліковане в журналі Nature, має велике значення, адже наш світ покритий водою. І вгадайте, з чого складаються наші тіла.Дослідники виявили, що коли мікропластик взаємодіє з водою, як це відбувається у пляшках з водою або коли він потрапляє в наш кровотік, він спонтанно генерує високоенергетичні реактивні радикали.Вони використовували численні лабораторні експерименти та аналітичні методи, щоб дослідити реактивність мікропластиків у воді. Їхній малий розмір змінює їхні властивості: коли пластик дробиться на менші частинки, його поверхня збільшується.Це призводить до зміни води навколо них, генеруючи реактивні радикали, які, ймовірно, сприяють біологічним ушкодженням, які ми спостерігаємо у тварин і, можливо, у людей внаслідок впливу мікропластиків.Дослідники включили шість видів комерційних пластикових порошків і дослідили три лінії хімічних доказів, щоб продемонструвати утворення вільних радикалів, зокрема гідроксильних.Гідроксильні радикали є одними з найреактивніших і токсичних, їхня руйнівна сила допомогла створити бурхливу індустрію антиоксидантів.На основі спостережень, вільні радикали, здається, виникають на межі мікропластиків і води. Коли дослідники додали лізоцим, білок, що міститься в людських рідинах, вони спостерігали його злипання, що може бути небезпечним для здоров'я.Додавання кофеїну діяло як молекулярний щит, зупиняючи цей ефект, оскільки кофеїн є антиоксидантом. Але його захисні властивості різняться в лабораторії та в організмі.Дослідники також протестували червоні кров'яні клітини мишей, які були спотворені та фрагментовані внаслідок процесу утворення вільних радикалів.Загалом, реактивність мікропластиків зумовлена контрінтуїтивною причиною. Найгідрофобніші (водовідштовхувальні) мікропластики є найбільш реактивними, і це саме через цей факт.Ця реорганізація молекул води призводить до змін в електростатичних силах, які також впливають на котів і упаковкові арахісові кульки.Коротше кажучи, розчинений кисень або водневі іони поблизу гідрофобної поверхні пластику забирають електрони у гідроксидних іонів води, перетворюючи їх на гідроксильні вільні радикали.Дослідники також згадують про величезну кількість процесів, які перетворюють масивні пластики на мікропластики. Окрім промислових процесів, наші щоденні звички заповнюють наші тіла та домівки мікропластиками.Навіть відкриття та закриття пляшки з водою стирає її кришку.Різноманітні використання та процеси в нашому повсякденному житті також можуть генерувати мікропластики, включаючи мікрохвильове нагрівання, вплив сонячного світла на пляшки з водою під час зберігання та ін'єкції в медичних установах.Ця фундаментальна робота надає потенційний шлях для розуміння їх впливу на здоров'я.Цікавий фактУ США Міністерство охорони здоров'я та соціальних служб запровадило програму STOMP на 144 мільйони доларів для боротьби з мікропластиками в організмі людини.

Уявіть вечір п’ятниці: на столі відкрита пляшка ігристого, випили келих-два, а решту хочеться залишити на завтра. І тут хтось упевнено дістає з шухляди срібну ложку, встромляє ручкою вниз у горлечко і каже: «Так робила ще моя бабуся, бульбашки тримаються». Звучить красиво. Майже аристократично. Проблема лише в тому, що ложка не має жодного стосунку до того, чи залишиться у вині газ. Про це пише Pixelinform. Чому ложка не працює: фізика проти традиції Вуглекислий газ у пляшці утримує дві речі - тиск і низька температура. Поки пляшка закоркована, газ під тиском розчинений у рідині й не може вийти. Щойно корок знято, тиск усередині порівнюється з атмосферним, і CO₂ починає виходити з розчину - спершу бурхливо, потім повільно, годинами. Срібна ложка не створює герметичної пробки. Вона просто лежить у горлечку, а навколо неї - відкритий повітряний канал шириною в кілька міліметрів. Газ вільно виходить собі далі. Жодного бар’єру, жодного підвищення тиску. Металева поверхня ложки не «притягує» вуглекислий газ і не зв’язує його - це поширена вигадка, яку іноді навіть намагаються пояснити «холодним металом». Але ж ложка набуває температури вина за кілька хвилин, тож і цей аргумент розсипається. Є й кумедна деталь: багато хто помічав, що з ложкою вино справді ніби «тримається» довше. Секрет не в ложці, а в тому, що її зазвичай ставлять у пляшку, яку потім ставлять у холодильник. Охолодження - ось що реально працює. Ложка просто їде за компанію. Що насправді впливає на бульбашки Розчинність газів у рідині прямо залежить від температури й тиску. Що холодніше - то повільніше виходить CO₂. Пляшка ігристого, що стоїть у відрі з льодом, втрачає газ значно повільніше, ніж та сама пляшка на кухонному столі при кімнатних 20-22 °C. Другий фактор - площа контакту з повітрям. Широке горлечко без корка - це відкриті ворота для газу. І ось що цікаво: навіть якщо закрити пляшку звичайним корком від вина, він не тримає тиск ігристого - його просто виштовхне, або він пропускатиме газ через пори. Для ігристого потрібен спеціальний герметичний корок - той самий металевий затискач або щільна пробка з фіксатором, які продаються в будь-якому супермаркеті за кількадесят гривень. Він тримає тиск і не дає газу виходити. Це єдиний спосіб, який справді працює. Що зробити за 5 хвилин, щоб зберегти ігристе Ось простий алгоритм, який варто тримати в голові перед святами: Відкриту пляшку щільно закрийте спеціальним герметичним корком для ігристих вин - не ложкою і не паперовою серветкою. Поставте пляшку вертикально в холодильник, а не в дверцята - там температура стабільніша. Не переливайте залишок в інший посуд: кожне переливання вибиває газ. Пийте протягом 1-2 днів - навіть герметичний корок не рятує назавжди, газ поступово просочується. Якщо корка немає, а є лише ложка - охолодіть пляшку якнайшвидше, це дасть більше, ніж будь-який метал у горлечку. Чому міф такий живучий Лайфхак із ложкою гуляє інтернетом десятиліттями й переказується з покоління в покоління - бо він безкоштовний, швидкий і виглядає елегантно. Ніхто ж не перевіряє, чи справді вино завтра шипить так само, як учора. А коли зранку бульбашок меншає, люди списують це на «погане шампанське», а не на ложку. До речі, самé шампанське - це лише одне з ігристих вин, і за законом так називатися може тільки те, що виготовлене в регіоні Шампань у Франції. Решта - це ігристі вина за тією ж технологією. Та фізика в них однакова: газ тримають тиск і холод, а не срібло. Тож наступного разу, коли хтось дістане ложку, можна чемно посміхнутися й запропонувати корок. Бульбашки скажуть вам дякую - а от бабусина традиція хай залишиться гарною історією за святковим столом. Ви вже знаєте, що насправді працює. А що робите з відкритою пляшкою ви? Срібна ложка в шампанському: чому лайфхак не працює читайте на сайті Pixel.inform.