Знание-сила, 2006 № 11 (953)

Ученые из американской Национальной лаборатории Ферми смогли оценить массу нейтрино. Долгие годы считалось, что нейтрино является нейтральной элементарной частицей с нулевой массой, которая слабо взаимодействует с веществом. Столь важный результат получен в ходе международного эксперимента MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search).

Существование нейтрино предсказал Вольфганг Паули в 1931 году, но лишь в 1956-ом физики-экспериментаторы впервые сумели зафиксировать его. Позже выяснилось, что существуют три типа частицы — электронное, мюонное и тау-нейтрино. При этом считалось, что един тип нейтрино не может переходить в другой. Из трех теоретически существующих типов нейтрино только первые два были обнаружены экспериментально.

В 1998 году было заявлено о наблюдении так называемых нейтринных осцилляций, то есть изменении типа нейтрино при прохождении сквозь вещество. Это автоматически подразумевает наличие у нейтрино массы. Тогда новость взбудоражила международную научную общественность. Дело в том, что наличие даже ничтожной массы у нейтрино влечет за собой существенный пересмотр современной теории физики элементарных частиц и, по сути, открывает новую эру в нашем понимании микромира и будущего Вселенной.

Физики пытались "взвесить" нейтрино на протяжении уже нескольких десятилетий, проводимые для этого эксперименты относятся к числу самых трудоемких и дорогостоящих.

Нейтрино свободно преодолевает толщу вещества. Поэтому в ходе эксперимента MINOS экспериментаторы направляли пучок частиц, сгенерированных в лаборатории, сквозь земную кору на расстояние в 735 километров, которое отделяло генератор в штате Иллинойс от детектора в штате Миннесота, погруженного в 800-метровую шахту. Ученые обнаружили, что по пути теряется примерно одна стотысячная массы электрона в расчете на одну "исчезнувшую" частицу. В эксперименте MINOS исходный пучок состоял из мюонных нейтрино, которые во время пролета дистанции совершали "осцилляции" или исчезали.

"Цифровой" участок мозга

Участок человеческого мозга, занимающийся исключительно операциями с дискретными цифрами, нашел британский нейрофизиолог Брайан Баттерворф из Лондонского университетского колледжа. Баттерворф вместе с соавторами выяснил, что за обработку чисел отвечает так называемая "межтеменная борозда" (IPS), при этом действия над "непрерывными" величинами ее никак не затрагивают.

О том, что арифметические способности сосредоточены внутри IPS, было известно и раньше, но между методами обработки математических данных не проводилось различия. Баттерворф пришел к своим выводам при обследовании больных дискалькулией — расстройством, которое делает невозможными мысленные операции с числами. При этом возможность оценивать и сравнивать сохраняется, так что проблема не может затрагивать "математический орган" целиком.

Исследователи попытались выявить активный участок методом магнитно-резонансного сканирования мозга. Участникам эксперимента последовательно предложили два изображения, раскрашенных в зеленый и красный цвета, и попросили сообщить, какого из цветов больше. Сначала следовало проанализировать мозаику из четко разграниченных квадратов определенного цвета, затем их границы были размыты. Ученый констатировал, что IPS активизировался только в первом случае, когда подопытные могли предпочесть подсчет квадратов прямому сравнению, а во втором такой возможности у них не было.

Баттерворф утверждает, что неспособность совершать арифметические действия в уме отнюдь не исключает математических способностей. Так, больных дискалькулией можно обучить арифметике косвенными способами.

Примитивная демократия у тараканов

Бельгийские ученые из Свободного университета в Брюсселе установили, что в тараканьих сообществах действует самоуправление, основанное на демократических принципах: каждое насекомое имеет равные с другими права, а групповые "консультации" обеспечивают принятие важных решений.

Исследовались тараканы Blattella germanica. Как и другие их собратья, они общаются, используя химическую, осязательную коммуникацию и зрение. С помощью усиков, являющихся сложными и весьма чувствительными органами обоняния, тараканы при встрече определяют, принадлежат ли они к одной и той же колонии.

Руководитель исследования Хосе Халлой и его коллеги наблюдали за поведением группы тараканов, размещенных в большом блюде. Сначала 50 насекомым дали три "домика", в каждом из которых могли бы разместиться 40 тараканов. Таким способом исследователи хотели узнать, как насекомые распределятся по имеющимся "домам". После обстоятельной "консультации" подопечные Халлоя разделились на две группы по 25 тараканов и заняли два "домика", оставив третий пустым. Когда же ученые установили на блюде три убежища вместимостью больше 50 насекомых каждый, все 50 тараканов разместились в одном "доме".

Примитивная демократия помогает тараканам извлекать выгоду из проживания в группах. Это дает возможность более эффективно распределять пищу, решать различные проблемы, а в итоге — увеличивать репродуктивные возможности.