Журнал «Компьютерра» № 14 от 11 апреля 2006 года
Шрифт:
По современным представлениям, галактики начали образовываться спустя триста миллионов лет после Большого взрыва. В те далекие времена в практически однородной вселенной из-за гравитационной неустойчивости уже остывшего вещества стали формироваться первичные газовые облака или протогалактики. В результате дальнейшего гравитационного сжатия из облаков рождались массивные звезды, которые быстро прогорали и взрывались как сверхновые одна за другой. Газ в окрестностях взрывов насыщался тяжелыми химическими элементами, образовавшимися в недрах первых звезд в результате термоядерных реакций. Этот газ вновь становился материалом для формирования новых звезд, тем более что ударные
Результаты своих расчетов ученые сравнили с наблюдениями астрономов. Испускаемое протогалактиками излучение совпало с наблюдаемым свечением космических источников Лайман-альфа, которые получили свое название по имени основной линии в спектре атома водорода, доминирующей в их излучении. Спустя примерно «миллиард лет» компьютерной эволюции протогалактики начинают излучать подобно так называемым галактикам Лайманова скачка. Эти молодые галактики с характерным спектром были найдены астрономами в наиболее удаленных закоулках Вселенной, свет от которых идет до нас многие миллиарды лет. Еще спустя десять миллиардов лет в модели появляются эллиптические галактики, сопоставимые с Млечным путем.
Моделирование позволило вычислить соотношение различных химических элементов в галактиках на всех стадиях эволюции. К удивлению авторов, у них получилось, что галактики развиваются гораздо быстрее, чем оценивали теоретики. Уже после первого миллиарда лет в них появляется много тяжелых элементов, которые необходимы для формирования похожих на нашу планетных систем. – Г.А.
В самой демократической стране мира опять случился скандал по поводу свободы слова. Джеймс Хансен (James Hansen), руководитель института по исследованию климата, который работает под патронажем NASA, в интервью телеканалу CBS заявил, что американская администрация с Бушем во главе значительно ограничивает ученого и его коллег в общении с прессой. Самое интересное, что круг запрещенных тем включает отнюдь не тонкости секретных оборонных технологий, а… вопросы изменения климата. Хансен дал понять, что разговоры о глобальном потеплении, вреде промышленных выбросов и грядущей через десяток лет глобальной катастрофе неугодны президенту и его окружению.
Напомним, что Соединенные Штаты не подписали Киотский протокол, который не укладывается в планы развития промышленности страны, так что демарш Хансена стал лишь звеном в общей цепи. Журналисты телеканала эту цепь дополнили, поведав о том, что им было отказано в общении на животрепещущую тему с советником Буша по науке. Неизвестно, дойдет ли дело в США до диссидентов и политической эмиграции, но говорить о противниках режима уже можно.
Занятно, что через две недели после шумного эфира руководство NASA выступило с «Декларацией о стремлении к открытости», а глава агентства Майкл Гриффин подчеркнул, что каждый его сотрудник может свободно общаться с прессой и критиковать NASA, не забывая, правда, уточнять, выступает он от своего имени или от имени всей организации.
О связи двух этих событий не было сказано ни слова. Также неясно, является ли декларация уступкой Буша или, наоборот, ее стоит рассматривать как продолжение противостояния ученых и руководства NASA, с одной стороны, и администрации президента – с другой. В последнее верится с трудом, как, впрочем, и в то, что ссылка на декларацию избавит от проблем свободолюбивых и общительных ученых. – А.Б.
В 1784 году Бенджамин Франклин, чей портрет сегодня можно увидеть на стодолларовой банкноте, изобрел бифокальные очки. Ими широко пользуются и поныне. Но уже через два-три года, как обещает расположенная в штате Вирджиния молодая компания PixelOptics, старые бифокальные очки можно будет выбросить на помойку, заменив устройством на жидких кристаллах, способным мгновенно изменять фокусное расстояние.
По статистике девяносто процентов людей старше 45 лет страдают от пресбиопии – старческой дальнозоркости. С возрастом хрусталик глаза становится менее эластичным, мышцы ослабевают и становится трудно сфокусировать взгляд на близких объектах. При этом зрение вдаль зачастую тоже
Новые очки будут лишены этих недостатков. В них между парой стекол, на которые нанесены концентрические круги прозрачных электродов, расположен слой жидких кристаллов толщиной пять микрон. Если на электроды подать небольшое напряжение от батарейки, молекулы жидких кристаллов изменят ориентацию, и слой превратится в линзу Френеля, фокусирующую свет подобно обычной линзе. Переключение происходит так же быстро, как и в ЖК-мониторах.
Пока прототип очков, разработанный при поддержке ученых из Аризонского университета в Таксоне, довольно громоздок. Однако вскоре, уверены разработчики, переключаемые линзы будет трудно отличить от обычных и их можно будет вставить в любую стильную оправу. В первых жидкокристаллических очках будет только два фокусных расстояния. Однако меняя прикладываемое напряжение и количество концентрических кругов, в принципе, можно с помощью одной и той же жидкокристаллической линзы плавно менять «кривизну». Сейчас ученые работают над очками, способными автоматически подстраивать фокусное расстояние в зависимости от того, куда человек смотрит. В оправу встраивается маленький инфракрасный лазер, фотодиод и процессор. Такие умные очки, подобно цифровому фотоаппарату, сами измеряют расстояние до объекта. – Г.А.
Нового уровня понимания механизма работы молекулярного диода удалось достичь международной команде исследователей из Российской Академии наук, Университетов Южной Флориды и Чикаго. Изощренная математическая модель в сочетании с расчетами на суперкомпьютере и прямым сравнением с экспериментом позволила понять сравнительно простую физику работы этого многообещающего устройства.
Без диодов, пропускающих электрический ток только в одном направлении, не обходится ни одно электронное устройство. Многим научным группам уже удалось синтезировать диоды и транзисторы, состоящие из одной большой молекулы. Эти устройства, которые примерно в тысячу раз меньше их современных кремниевых аналогов, обещают стать основой молекулярной электроники будущего. Тем не менее досконально разобраться в принципах работы этих молекул, состоящих из десятков и сотен атомов, совсем не просто. Поэтому медленный прогресс в этой области во многом идет методом проб и ошибок.
Ученые работали с недавно синтезированной асимметричной органической молекулой, хорошо проводящей ток только в одном направлении. Расчеты показали, что в электрическом поле электроны «туннелируют» сквозь молекулу, «перескакивая» от атома к атому. Асимметрия молекулы и электронных уровней энергии у ее частей приводит к тому, что в одном направлении «протолкнуть» электроны сквозь молекулу гораздо легче, чем в другом, что и придает ей свойства диода.
Следующим шагом, считают ученые, будет создание виртуальных прототипов сложных молекул, которые позволят просчитать на компьютере их электронные свойства еще до того, как химикам удастся их синтезировать. Это позволит значительно ускорить поиск соединений, которые будут хорошо работать в компьютерных чипах и электронике. – Г.А.
Английские физики значительно усовершенствовали новый метод генерации «запутанных» фотонов с помощью локализованных нанокристаллов, так называемых квантовых точек.
Как известно, квантовая механика допускает такие состояния физических систем, при которых корреляции между их элементами оказываются сильнее любых корреляций, допускаемых классической физикой. Эти состояния называются запутанными (entangled). Например, можно изготовить пару запутанных фотонов с одинаковыми векторами поляризации или пару электронов с противоположными спинами. Определение состояния одного из членов такой пары автоматически дает информацию о состоянии партнера, на каком бы расстоянии он в этот момент не находился от измеряющего прибора.