Откуда протоны и нейтроны берут свои массу и спин? Удивительно, но мы не знаем. Новая установка обещает заглянуть внутрь этих частиц, чтобы найти ответы. Какимто образом компоненты этих частиц — кварки и глюоны — объединяются в сложных взаимодействиях, которые формируют свойства протонов и нейтронов. Чтобы понять как, физики хотят построить Электронионный коллайдер, который будет сталкивать протоны и атом ные ядра с электронами, чтобы получить трехмерную картину внутренней структуры ядра.

Как можно использовать молекулу ДНК для хранения и генерирования гигантских объемов информации. ДНК обладает множеством свойств, благодаря которым она идеально подходит для хранения не только генетического кода, но и любой другой информации. В настоящее время ДНК пока неспособна заменить обычные электронные накопители, например жесткие диски. Однако по мере совершенствования методов секвенирования специалисты в таких областях, как химическая инженерия, начинают использовать ДНК в качестве молекулярного записывающего устройства, которое позволяет генерировать данные с невиданной ранее скоростью. Таким образом, ДНК используется не только для «чтения», но и для «записи» информации. Это поразительное научное достижение способно в значительной степени ускорить разработку лекарств и создание новых методов терапии.

Можно ли наделить компьютер чисто человеческими качествами, например способностью к творчеству и здравым смыслом? Появилось несколько новых методов, позволяющих наделять системы ИИ, такие как нейросети, способностями, которыми изначально обладал только человек. Метаобучение дает возможность нейронной сети быстро настроиться на выполнение новой задачи и не требовать при этом огромного количества входных данных. Генеративно-состязательные сети (сети GAN, или сети «художник — критик») пробуждают в компьютере качество, напоминающее творческую фантазию человека, благодаря чему он способен воспроизводить существенные признаки входных данных. Так называемое распутывание позволяет нейронным сетям тщательнее анализировать структуру исходных данных. Это дает нам возможность лучше понять внутренние механизмы работы нейросети.

Благодаря особому строению зрительной системы многие животные не только отлично видят в темноте, но и в почти полном мраке способны различать цвета. Некоторые животные отлично видят в почти полной темноте. Прежде ученые считали, что для поиска корма и партнеров в таких условиях они полагаются не на зрение, а на другие чувства. Ночные бабочки, лягушки и гекконы в темноте даже могут различать цвета. Эта способность позволяет им отлично ориентироваться в пространстве при недостатке света. Ночное зрение обеспечивают животным особые нервные клетки (нейроны) зрительной системы, которые усиливают возникающие в глазах скудные и слабые зрительные сигналы.

Новейшие виды топлива способны повысить безопасность и экономические показатели атомных электростанций. На протяжении многих десятков лет топливные элементы для атомных реакторов по всему миру остаются практически неизменными. Четыре новые конструкции могут сделать активную зону реактора безопаснее и эффективнее. Компании испытывают новые материалы, а надзорные органы разрабатывают новые правила их применения.

В попытках объединить теории гравитации и квантовой механики физики долгое время полагали, что практические эксперименты недоступны, однако новые предложения дают возможность проверить квантовую природу гравитации буквально на лабораторном столе. Для объединения знаменитых своим отказом сотрудничать теории квантовой механики и общей теории относительности ученым, вероятно, придется проникнуть в невообразимо малые области «планковского масштаба». Практические эксперименты по исследованию такого масштаба давно считались невозможными, но несколько новых предложений могут изменить эту точку зрения. Физики надеются, что, проведя чрезвычайно точные измерения гравитации на малых масштабах — эксперименты, которые поместятся на столе в лаборатории, — они смогут обнаружить эффекты пересечения гравитации и квантовой теории. Эксперименты направлены на то, чтобы показать, становится ли гравитация квантованной — то есть делимой на дискретные биты — в чрезвычайно крошечных масштабах.

Для отвергнутого ранее лекарственного вещества показана способность восстанавливать органы, поврежденные из-за болезни или травмы. Лечение стволовыми клетками упоминается во многих новостях о заживлении и восстановлении поврежденных частей тела, однако успехи в этой области невелики. В экспериментах на животных показано, что вещество под названием MSI-1436 может оказаться весьма перспективным. Оно растормаживает естественные способности организма к регенерации клеток. Эта молекула, первоначально предназначавшаяся для лечения диабета у людей, успешно прошла проверку на безопасность для человека, что очень важно для разработки лекарственного средства.

Недра нейтронных звезд — самой плотной формы вещества во Вселенной — долгое время хранили тайну, которую ученые начинают постигать только сейчас. Нейтронные звезды рождаются, когда звезды в пределах определенного диапазона масс исчерпывают топливо и коллапсируют, оставляя чрезвычайно компактные остатки. Это самая плотная форма материи во Вселенной. Ученые знают, что внутри нейтронной звезды гравитация сталкивает протоны и электроны вместе, образуя нейтроны, но они не знают, какие формы принимают эти нейтроны. Соединяются ли они, чтобы создать «сверхтекучую жидкость» без трения, или распадаются дальше на кварки и глюоны, которые их составляют? Детекторы, способные измерять гравитационные волны от столкновений нейтронных звезд, и другие новые эксперименты обещают дать представление об этих загадочных объектах.

Нейрокомпьютерный интерфейс нового поколения понимает, чего хочет человек. Нейрокомпьютерные интерфейсы (НКИ) могут взаимодействовать с нейронными цепями, посылая и принимая сообщения. Существующие на сегодня интерфейсы «мозг — компьютер», как правило, работают медленно и неточно. В новых исследованиях интерфейс помещают в те области мозга, которые отвечают за намерение сделать движение; такая технология лучше подходит людям с повреждениями спинного мозга.

Что может рассказать нам Венера о планетах, находящихся далеко за пределами нашей Солнечной системы. Венера и Земля образовались примерно одинаковыми, но в какой-то момент планеты пошли разными путями. Земле удалось сохранить свои океаны и атмосферу. Между тем поверхность Венеры стала негостеприимна для жизни. Однако на планете — нашей соседке все еще активны вулканические процессы и есть намеки на зарождающуюся тектонику плит. Выяснение того, почему Венера эволюционировала именно так, а не иначе, могло бы пролить свет на возможность существования жизни на многих подобных ей экзопланетах. Необходимы новые экспедиции на Венеру.