Древние люди перевернули представления о морозоустойчивости человека

Представители рода Homo начали осваивать северные районы планеты намного раньше, чем считалось до сих пор. К такому выводу пришли ученые, анализировавшие каменные орудия, найденные в британском местечке Хейсбро. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а краткое изложение работы доступно на портале ScienceNOW.

Хейсбро (Happisburgh) - это прибрежный район на севере графства Норфолк. Он располагается на южной границе арктической зоны, и до сих пор считалось, что древние люди начали осваивать места с таким суровым климатом не раньше 700 тысяч лет назад (это заключение было сделано в 2005 году после того, как в находящемся недалеко от Хейсбро районе Пейкфилд было найдено множество каменных артефактов).

Авторы новой работы с 2005 по 2008 годы обнаружили в Хейсбро 78 каменных орудий с заточенными краями, которые, вероятно, использовались древними людьми для разделки мяса и шкур. Здесь можно посмотреть видео с трехмерным изображением одного из орудий. Ученые провели датировку орудий при помощи палеомагнитного метода - они анализировали остаточную намагниченность породы, где были найдены орудия. Магнитные полюса Земли периодически меняются местами, и это событие оставляет четкий след в содержащихся в породе минералах (подробнее о "странностях" магнитного поля можно прочитать здесь). Последняя смена полюсов произошла около 780 тысяч лет назад.

Однако магнитные полюса могут не только кардинально переключаться, но также совершать менее существенные колебания, которые также сказываются на состоянии породы. Чтобы уточнить датировку, ученые исследовали найденные рядом с орудиями останки животных и растений - на сегодня палеонтологи более или менее представляют, когда вымерли те или иные виды. Итоговая оценка, составленная на основании анализа биообразцов и палеомагнитного метода, варьируется от одного миллиона до 780 тысяч лет назад.

Ученые не исключают, что люди пришли на север в относительно теплый промежуток между двумя оледенениями, который длился от 980 до 700 тысяч лет назад, уточняет портал Nature News. Кроме того, исследователи не могут с уверенностью сказать, обитали ли представители рода Homo в Хейсбро постоянно или же приходили туда ненадолго для того, чтобы поохотиться. Пока специалисты не смогли найти в Хейсбро окаменевших костей людей, но они предполагают, что первыми жителями Британских островов были Homo antecessor - единственный вид людей, останки которого возрастом около 800 тысяч лет находят в Европе.

Совсем недавно другой коллектив ученых передвинул время заселения нынешней территории Великобритании неандертальцами - исследователи обнаружили на Туманном Альбионе сделанные Homo neanderthalensis кремни возрастом 110 тысяч лет. До сих пор считалось, что неандертальцы появились на острове на 40 тысяч лет позже.

Физики уменьшили радиус протона

Радиус протона оказался на 4 процента меньше, чем считалось до сих пор. Такой вывод был сделан группой физиков, которые провели самое точное на сегодняшний день измерение радиуса частицы. Свои результаты ученые опубликовали в журнале Nature. Коротко о работе пишет New Scientist.

Протон наряду с нейтроном входит в состав атомных ядер. Напрямую определить размер этой частицы нельзя, так как у нее нет четкой пространственной границы. Тем не менее, ученые могут оценить радиус протона, определив, насколько далеко простирается его положительный заряд. Для того чтобы провести такие измерения, исследователи работают с атомами водорода, которые состоят из одного протона и одного электрона.

Электрон обращается вокруг протона не по строго установленным траекториям - эта элементарная частица может занимать определенные энергетические уровни. В 1947 году американские физики Уиллис Юджин Лэмб и Роберт Резерфорд установили, что электрон в атоме водорода может колебаться между двумя энергетическими уровнями (это явление получило название лэмбовского сдвига). Выяснив, какова разница энергии между двумя этими уровнями, ученые могут на основании положений теории квантовой электродинамики вычислить радиус протона, уточняет портал ScienceNOW.

Авторы новой работы решили уточнить полученные ранее оценки размера протона, использовав необычную технологию эксперимента. Физики получали структуру, подобную атому водорода, в которой вместо электрона находился мюон - отрицательно заряженная элементарная частица в 207 раз тяжелее электрона. Из-за разницы в массе мюон обращается приблизительно в 200 раз ближе к протону и изменения его энергетических уровней намного сильнее зависят от характеристик протона.

Используя самый мощный ускоритель мюонов в швейцарском институте Пауля Шеррера, ученые "запускали" мюоны в емкость, содержащую атомы водорода. При этом примерно каждый сотый мюон, заменивший электрон, "проваливался" до более высокого энергетического уровня из "разрешенных" лэмбовским сдвигом. Такие частицы существовали в течение двух микросекунд, что на порядок дольше, чем в проводимых ранее экспериментах. При помощи лазера со специально подобранными характеристиками физики придавали мюону дополнительную энергию, которой точно хватало для перехода на следующий уровень. Практически сразу мюон вновь возвращался на более низкий энергетический уровень, испуская при этом рентгеновское излучение, поясняет Wired. Анализируя это излучение, специалисты смогли определить энергию уровня и затем радиус протона. Здесь можно увидеть видео на английском языке, в котором отражены основные этапы эксперимента.

По итогам проведенных опытов ученые вычислили, что радиус протона составляет 0,84184 фемтометров (фемтометр - это 10^-15 метра), что на 4 процента меньше принятого на сегодня значения. Пока исследователи не могут объяснить новые результаты, так как они противоречат теории квантовой электродинамики, которая считается самой точной физической теорией. Коллеги авторов не исключают, что причиной расхождения может быть ошибка (или ошибки), произошедшая на одной из стадий эксперимента. Еще одно возможное объяснение - ошибки в положениях теории квантовой электродинамики. И, наконец, третий вариант, о котором специалисты говорят с очень большой осторожностью, - новые результаты свидетельствуют о том, что у протона существуют абсолютно неизвестные физикам свойства.