ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
Сколько весит ДНК?
Можно ли узнать, какова масса атома или молекулы. И на каких весах можно их взвесить?
Алина Калинина, г. Томск
На обычных торговых весах точность взвешивания не превышает нескольких граммов. Точность аптечных весов — 5 — 10 мг. Хорошие аналитические весы способны фиксировать микрограммы. Но с меньшими массами весам, использующим земную гравитацию, справиться трудно. Для взвешивания отдельной бактерии, вируса или биологической молекулы был нужен иной подход.
В центре нанотехнологий Корнеллского университета взяли за основу для создания сверхчувствительных весов… доску трамплина для прыжков в воду.
Если вы смотрели соревнования по прыжкам в воду, то наверняка замечали, как вибрирует трамплин сразу после прыжка. Причем период колебаний трамплина зависит от его массы — чем она больше, тем период больше.
Понятное дело, для микромасс нужен и соответственно миниатюрный «трамплин». Изготовленный из кремния крошечный кронштейн имеет длину всего 4 мкм и полмикрона в ширину. Без нагрузки он колеблется с частотой 10–15 МГц, то есть 10–15 миллионов колебаний в секунду. Но если на него поместить небольшой груз, частота собственных колебаний системы уменьшается примерно на 50 Гц на каждый аттограмм массы (см. «Подробности для любознательных»).
Собственную частоту кронштейна с образцом определяют, воздействуя на него переменным электрическим полем. Частоту воздействия плавно меняют, наблюдая по отражению лазерного луча за амплитудой колебаний. Как только наступает резонанс и амплитуда колебаний резко увеличивается — измерение сделано, подачу тока тут же прекращают.
Весы-трамплин оказались настолько чувствительны, что, например, для взвешивания бактерий они уже не годятся — тут нужно устройство погрубее. Дело в том, что, например, традиционная для микробиологических исследований
Последнее достижение корнеллских ученых — определение массы одиночной цепочки ДНК. Оказалось, что 1578 нуклеотидов имеют массу около 1 аттограмма. А предельная чувствительность экстремальных корнеллских весов уже перешагнула аттограммовый порог и измеряется сотнями зептограммов.
P.S. И все же абсолютный рекорд принадлежит ныне не Корнеллскому, а Калифорнийскому технологическому университету. Там вместо кремния использовали более твердый карбид кремния, а вместо кронштейна сделали пружинящий мостик длиной 1 мкм и шириной четверть микрона, вибрирующий на частоте около 190 МГц. Это уникальное устройство позволило измерить массу всего в 7 зептограммов, что соответствует 30 атомам ксенона.
ЧТО СКОЛЬКО ВЕСИТ?..
Один грамм весит один кубический сантиметр воды.
Один миллиграмм (т. е. 10-3 г) — волос средней длины.
Один микрограмм (10-4 г) — пылинка.
Один нанограмм (10-8 г) — колония микробов.
Один пикограмм (10-12 г) — одиночная бактерия.
Один фемтограмм (10-15 г) — вирус.
Один аттограмм (10-18 г) — большая макромолекула.
Один зептограмм (10-21 г) — малая молекула.
Один йоктограмм (10-24 г) — протон.
У СОРОКИ НА XBOCTЕ
МЫ СМОТРИМ ОДИНАКОВО, НО ВИДИМ ПО-РАЗНОМУ. Неожиданное открытие сделали ученые из британского Университета западного Лондона. «Мужчины и женщины по-разному видят мир», — утверждают они.
В результате анализа функционирования головного мозга с помощью ядерного магнитного резонанса они установили, что мужчины лучше видят предметы, расположенные на далеком расстоянии и принимают более точные решения относительно их положения и движения. В свою очередь, женщины превосходят мужчин в восприятии и анализе предметов, находящихся вблизи.
Результаты исследований также подтверждают и более ранние выводы психологов, согласно которым мужчины обладают аналитически ориентированным умом, они способны воспринимать и систематизировать большое количество информации и мыслить стратегически.
Женщины же превосходят мужчин в быстроте мыслительной реакции и более цепком восприятии деталей, что дает им преимущество в тактическом мышлении.
По мнению психологов, обнаруженные ими различия в работе головного мозга мужчин и женщин возникли еще на заре цивилизации. Мужчины охотились, издали высматривая добычу, а женщины занимались хозяйством и воспитывали детей.
ШКОЛЬНИЦА НАЗВАЛА МАРСОХОД. Американское космическое агентство НАСА утвердило название нового марсохода, который через два года отправится исследовать Красную планету. Он будет называться
НА ЗЕМЛЕ НАСТУПАЕТ НОВАЯ ЭПОХА? Новую эпоху — антропоцен — предлагает обозначить на геохронологической шкале группа британских ученых. Согласно принятой сейчас хронологии, нынешняя эпоха в истории Земли — голоцен — пришла на смену плейстоцену.
Она началась после последнего ледникового периода 9600 лет до и. э. и продолжается поныне.
