Коллектив исследователей из T-Bank, МФТИ и МИСИС разработал новый подход к обучению ансамблей нейронных сетей, заставляющий каждую модель в группе смотреть на проблему под своим уникальным углом. Этот метод, названный Saliency-Diversified Deep Ensembles (SDDE), позволяет не просто повысить точность работы искусственного интеллекта, но и научить его лучше распознавать ситуации, с которыми он ранее не сталкивался. В результате ансамбль становится умнее, точнее и осторожнее при столкновении с неизвестными данными, что открывает новые горизонты для создания более надежных и безопасных ИИ-систем.

Эффективная наработка белков — важная задача для современной биотехнологии. Она включает в себя модификацию последовательности белка, выбор клеток для экспрессии, культуральной среды, выбор методов выделения и очистки и т. д. Все этапы можно улучшить, как это продемонстрировали ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ с коллегами на примере рецептора ангиотензина II первого типа (AT1). Белок необходим для работы сердечно-сосудистой системы, поэтому его получают в чистом виде для исследований.

Яд пауков традиционно является ценным источником множества химических соединений, с помощью которых ученые могут воздействовать на клетки нервной системы. Новая статья исследователей из Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и МФТИ с коллегами стала очередной в серии, описав уникальные по структуре и фармакологическим свойствам муринотоксины из яда паука Pterinochilus murinus. Новый класс пептидных токсинов открывает перспективы создания молекулярных инструментов для нейробиологии, а также лекарств для лечения болезней мозга.

Ежегодно в мире выбрасывается более 1,2 млрд изношенных шин, которые практически не поддаются разложению. Новый способ их утилизации путем преобразования резины в однослойные углеродные нанотрубки и водород предложили ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, университетов Китая и Российского квантового центра (РКЦ).

Коллектив российских и индийских ученых исследовал характеристики двух видов микроструктурированных оптических волокон. Эта работа показывает новые возможности для повышения эффективности передачи данных.

Большой коллектив российских ученых из ведущих физических институтов Москвы, Нижнего Новгорода, Сарова и Санкт-Петербурга представил амбициозный проект нового эксперимента по поиску аксионов — гипотетических частиц, считающихся одними из главных кандидатов на роль темной материи. Предложенная установка, получившая название «Космологический Аксионный Саровский Галоскоп» (CASH), будет использовать уникальные однофотонные детекторы на основе джозефсоновских переходов, что позволит ей преодолеть фундаментальный квантовый предел чувствительности и достичь рекордных показателей в ранее неисследованной области масс. Этот прорыв может наконец пролить свет на природу загадочной субстанции, составляющей более 80% всей материи во Вселенной.

Ученые из Института автоматизации проектирования РАН и Московского физико-технического института смоделировали структуру и процесс разрушения легких сплавов. Модель позволит определять межремонтный интервал авиационного оборудования и оптимизировать производство комплектующих, что повысит безопасность полетов.

Ученые провели эксперименты  с инновационным микроструктурированным оптическим волокном, исследуя новые возможности его практического применения. Результаты представляют интерес для разработки чувствительных оптических датчиков, каналов высокоскоростной передачи данных и систем мониторинга инфраструктуры.

Коллектив ученых из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», МФТИ и МИФИ представил усовершенствованную концепцию оптоволоконного датчика для измерения тока плазмы в токамаке Т-15МД. Предложенная схема, основанная на тонких физических эффектах и синергии методик обработки экспериментальных сигналов, взятых из разных областей физики, способна избавиться от недостатков традиционных методов измерения токов, и открывает путь к созданию надежной системы контроля и управления плазмой в термоядерных реакторах будущего.

Археи — своеобразная группа микробов, многие из которых приспособлены к экстремальным условиям. Например, очень высокой солености, где они могут использовать энергию света благодаря особым участкам мембраны с кристаллической организацией. Известно два их типа: пурпурные и бордовые мембраны, причем вторые изучены намного хуже. Пробел восполнила новая работа ученых МФТИ и их коллег, установившая структуру бордовых мембран архей.

Международная команда океанографов и специалистов по анализу данных из ведущих научных центров США, Франции, России и Австрии разработала и успешно применила новый метод, позволяющий с беспрецедентной точностью отделять медленные, крупномасштабные океанские течения от быстропеременных волновых помех. Используя сложный математический аппарат, известный как динамическая декомпозиция мод, ученым удалось «очистить» данные новейшего спутника SWOT и впервые получить четкую картину геострофически сбалансированных движений в такой динамически сложной области, как Гольфстрим. Этот прорыв открывает новые горизонты для климатического моделирования, прогнозирования погоды и понимания глобальной циркуляции океана.

Международный коллектив ученых впервые сравнил три метода компьютерного моделирования почвы на уровне пор. Результаты исследования показывают, что цифровой двойник почвы корректно работает для прогнозирования ее свойств. Этот подход найдет применение во множестве областей: от нефтегазовой промышленности и материаловедения до почвоведения и гидрологии.

Большой коллектив российских ученых из ведущих научных центров, включая Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН, Объединенный институт ядерных исследований, НИЦ «Курчатовский институт», МФТИ и Институт ядерных исследований РАН, провел один из самых чувствительных в мире поисков больших дополнительных измерений Вселенной. С помощью уникального детектора DANSS, расположенного в непосредственной близости от энергетического ядерного реактора на Калининской АЭС, физики проанализировали рекордные 5,8 миллиона событий взаимодействия антинейтрино. Хотя прямого подтверждения существования «скрытых миров» найдено не было, полученные результаты установили самые жесткие на сегодняшний день ограничения на их возможные параметры и с высокой долей уверенности исключили гипотезу о дополнительных измерениях как объяснение многолетних загадок в физике нейтрино.

Несмотря на значительные успехи в диагностике и лечении, фибрилляция предсердий до сих поражает до двух процентов населения. Это делает ее наиболее распространенной аритмией во всем мире. Ученые МФТИ рассмотрели индивидуальный способ диагностики фиброза с помощью новой компьютерной модели, которая строит свой прогноз лечения на основе данных магнитно-резонансной томографии с гадолинием.

Коллектив ученых из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и университетов Китая разработал инновационную технологию для создания сверхчувствительных сенсоров. Их открытие основано на использовании особых состояний взаимодействия света и оптической системы, известных как исключительные точки. Они могут найти применение в разработке нового поколения датчиков для экологии, медицины и системах защиты от опасных веществ.

Коллектив российских ученых синтезировал гексаферрит бария со степенью замещения марганцем, изменяющейся в широком диапазоне. Была реализована масштабная программа исследований полученных образцов. Изучен механизм замещения и определена реальная брутто-формула соединения.

Международная группа ученых, в которой состоят сотрудники МФТИ, провела глобальное исследование, посвященное бремени болезней, связанных с субарахноидальным кровоизлиянием. Это третий по распространенности тип инсульта.

Ученые улучшили инфракрасный флуоресцентный белок, создав его мутантную версию. Оказалось, что если этот белок связывается с молекулой фикоцианобилина, а не с природным биливердином, его свечение становится в четыре раза ярче. Это важно для наблюдения за процессами в глубине живых тканей, так как инфракрасный свет проходит через них лучше. Исследование объяснило структурные причины этого усиления и открывает путь для создания более эффективных меток для биологической микроскопии.

Международный коллектив ученых из Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН), МФТИ и Бэйханского университета (Китай) обнаружил ранее неизвестный механизм ускорения частиц и перераспределения энергии в магнитном хвосте Земли. Анализируя данные миссии NASA Magnetospheric Multiscale (MMS), исследователи показали, что турбулентные потоки плазмы, удаленные от основной зоны высвобождения энергии, сами становятся источниками мощных, но локальных «микро-ускорителей». Эти процессы сопровождаются генерацией интенсивных электростатических волн, служащих маркерами скрытых событий.

Коллектив ученых из МФТИ и Института проблем механики имени А. Ю. Ишлинского РАН разработал новую составную упругопластическую модель, которая с высокой точностью описывает сложное поведение льда при низкоскоростных ударах. Эта модель впервые позволяет детально проследить, как ударное воздействие порождает сложную картину внутренних напряжений и деформационных волн, приводящую к образованию и росту трещин. Исследование крайне важно для развития безопасных технологий освоения Арктики.