Компьютерра - Журнал Компьютерра №711

По некоторым статистическим данным, количество людей, ожидающих пересадки донорских органов, за последние десять лет примерно удвоилось. Технология, разрабатываемая американскими физиками, может существенно сократить сроки ожидания операции для таких больных и вообще изменить облик ряда областей медицины.

В течение четырех лет исследовательская группа под руководством профессора физики из университета Миссури-Колумбия Гэбора Форджэкса (Gabor Forgacs) разработала метод, позволяющий буквально печатать живые ткани, из которых впоследствии предполагается получать целые органы. В недавнем исследовании ученые обнаружили, что сам процесс создания ткани по технологии, чем-то напоминающей струйную печать, не влияет на биологические свойства клеток, оставляя их вполне жизнеспособными. Группа Форджэкса использовала биочернила, состоящие из сферических частиц, каждая из которых содержит от 10 000 до 40 000 живых клеток. Печать проводится на специальной биосовместимой основе. Будучи нанесены на "бумагу", частицы биочернил начинают сливаться вместе, словно капли воды, образуя единую, непрерывную массу. По словам Форджэкса, они впервые получили таким "небиологическим" методом структуры, сопоставимые по функциональности с реальными живыми тканями.

Ученые, делающие первые попытки создания методов "механической сборки" тканей и органов, столкнулись с одной принципиальной проблемой. Для того чтобы получить некое подобие функционирующего органа, нужно использовать клетки разных типов, имеющих совершенно четкое месторасположение в "оригинале". Каким образом с помощью технологий биопечати обеспечить необходимое распределение клеток? Однако вскоре выяснилось, что проблема "самоустранилась". Оказалось, что клетки в полученном массиве сами находят подобающее им расположение, группируясь по типам. Грубо говоря, достаточно свалить все клетки в кучу, а там они уже сами "разберутся", кому и где быть. В одном из экспериментов для создания биочернил ученые использовали клетки сердца курицы. Как только капли чернил слились вместе, клетки начали синхронные сокращения, как и подобает ткани сердца.

Форджэкс твердо намерен довести свои разработки до практического применения и уже получил на это дело грант в пять миллионов долларов. Конечно, до "распечатки" полноценных органов еще далеко, но по утверждению ученых, плоды их трудов могут очень пригодиться в фармацевтической промышленности для испытания на них новых препаратов и лечебных методик. Практикуемые сейчас испытания лекарств на животных подходят далеко не всегда, а испытания на добровольцах сопряжены с очевидным риском. Посему "печатная продукция" американских физиков может прийтись здесь как нельзя кстати. ЕГ

Ученым из Дельфтского технологического университета в Нидерландах впервые удалось изготовить схему для когерентного управления спином электрона с помощью одного только электрического поля. Это устройство обходится без магнитных полей и дает новый толчок для развития спинтроники и квантовых вычислений.

Как известно, спин электрона, который может принимать два значения - "вверх" или "вниз", очень удобен для представления как классической, так и квантовой информации. Спином легко манипулировать с помощью внешнего магнитного поля, но электрическое поле непосредственно на него не влияет. С другой стороны, достаточно сильное магнитное поле, в отличие от электрического, трудно реализуется в полупроводниковой технике. И эта "вилка" давно тормозит развитие спинтроники и квантовых вычислений. Теоретики предлагали много способов обойти проблему: несколько пробных устройств даже было создано, но ни одно из них не могло работать с квантовой информацией.

В новом устройстве электроны локализуются в двух квантовых точках из арсенида галлия на расстоянии 200 нм друг от друга. Расположенные между управляющими электродами из золота и титана, квантовые точки похожи на атомы и могут содержать либо один, либо два электрона с антипараллельными спинами в соответствии с принципом Паули. Поэтому если в соседних точках спины электронов антипараллельны, то они могут туннелировать между точками, а если параллельны, то нет. К управляющим электродам можно приложить как постоянное смещение, изменяющее потенциалы электронов в точках, так и короткие импульсы с частотой несколько гигагерц, вызывающие осцилляции заряженных частиц.

Оказывается, в такой системе спином электронов можно управлять с помощью специальных комбинаций импульсов смещения и импульсов радиочастоты. Механизм переворота спинов достаточно сложен, и их вращение происходит благодаря так называемому спин-орбитальному взаимодействию.

Авторы считают, что основным преимуществом их устройства является возможность увеличения количества квантовых точек и сидящих в них электронов. Причем спины электронов в соседних точках могут быть в "запутанных" квантовых состояниях, которые необходимы для квантовых вычислений. И в ближайших планах ученых реализация целого массива квантовых точек и одновременная манипуляция их электронами. ГА

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Евгений Васильев

Владимир Головин

Евгений Гордеев

Артем Захаров

Евгений Золотов

Сергей Кириенко

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Алексей Носов

Павел Протасов

Иван Прохоров

Дмитрий Шабанов

Google берет под опеку разработчиков приложений для социальных сетей. Инициатива поискового гиганта OpenSocial преследует благородную цель продвижения унифицированного API для разношерстых социальных ресурсов. Помимо принадлежащей Google сети Orkut, в партнерской программе примут участие Friendster, Imeem, LinkedIn, Six Apart (владелец популярного в России блог-сервиса LiveJournal) и прочие - всего несколько десятков компаний. Суммарная аудитория их сайтов исчисляется миллионами пользователей. Часть программных интерфейсов уже готова (доступ к профилю, к информации о друзьях и к спискам событий), остальные - в процессе доводки. Архитектура OpenSocial-приложений сходна с Google Gadgets и базируется на стандартных веб-технологиях - HTML, JavaScript и XML, так что нехватки девелоперов не возникнет. Также не возбраняется использовать сторонние библиотеки (например, реализующие AJAX-функциональность) и Flash-вставки. Для пробы пера кодерам предоставлена тестовая площадка в рамках сети Orkut.