Журнал «Компьютерра» № 17 от 8 мая 2007 года
Шрифт:
Еще три года тому назад исследователям IBM с помощью МРСМ-микроскопа удалось зарегистрировать сигнал от одного-единственного электрона. Для этого на кончике иглы атомно-силового микроскопа закрепили миниатюрный магнит, спин электрона крутили радиосигналами, а с помощью лазерного интерферометра регистрировали, как от этого меняется частота колебаний иголки. Но магнитный сигнал от одного тяжелого протона в шестьсот раз слабее, чем от легкого электрона, не говоря уже о более тяжелых ядрах других химических элементов.
В новых экспериментах ученые решились на радикальный шаг – образец и магнит
И хотя до объемного разрешения в один атом еще далеко, экспериментаторы не унывают и надеются на появление новых радикальных идей, которые, наконец, позволят достичь желаемой цели. А вожделенные трехмерные изображения помогли бы решить множество проблем не только в полупроводниковой индустрии, но и в биологии с медициной. ГА
Физики из Национальной лаборатории ускорителей имени Ферми, которая располагает крупнейшим в мире протонно-антипротонным коллайдером Tevatron, представили на очередной сессии Американского физического общества ряд любопытных экспериментальных результатов. Кевин Лэннон (Kevin Lannon) заново измерил массу топ-кварка, самого тяжелого и самого нестабильного из шести кварков, существующих в природе. Когда этот кварк был открыт в 1995 году, его массу оценили примерно в 180 ГэВ. По данным Лэннона, она несколько меньше, 170,9 ГэВ (с погрешностью до одного процента). Для сравнения: примерно такова же масса ядра вольфрама. Ученые пока не могут понять, каким образом Природа ухитрилась наделить частицу размером не более 10–18 метра той же массой, что и ядро одного из тяжелых металлов (которое больше на восемь порядков!). Лэннон также описал последовательность реакций, в ходе которых топ-кварки рождаются при столкновениях протона и антипротона посредством слабого взаимодействия (ранее их удавалось получать в тех же столкновениях только при участии сильного взаимодействия, которое делает рождение топ-кварка куда более вероятным).
Джеральд Блэйзи (Gerald Blazey) рассказал о первом наблюдении процессов одновременного рождения двух Z-бозонов, а также пары, состоящей из Z–бозона и W–бозона. Эти результаты позволили уточнить верхний предел массы самой загадочной из гипотетических частиц – бозона Хиггса, предсказанного еще в 1964 году, но до сих пор не открытого. Согласно общепринятой (так называемой Стандартной) модели элементарных частиц, этот бозон является квантом скалярного поля, которое взаимодействует со всеми частицами с силой, строго пропорциональной их массе. Очень правдоподобно, хотя строго и не доказано, что это поле и служит причиной самого существования массы. Однако теория не содержит никаких указаний на величину массы хиггсовского бозона, кроме того что она вряд ли может быть больше, чем 1 ТэВ. Согласно новейшим экспериментальным данным, о которых сообщил Блэйзи, масса бозона Хиггса почти наверняка не превышает 144 ГэВ. Этот вывод повышает вероятность открытия хиггсовского бозона не только в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере, который будет сталкивать протоны, разогнанные до энергии 7 ТэВ (этот ускоритель через несколько месяцев планируется запустить в ЦЕРНе), но даже и на Тэватроне. АЛ
Интернациональная команда астрономов обнаружила внесолнечную планету, которая в большей степени похожа на Землю, нежели любая из двух с лишним сотен экзопланет, открытых к настоящему времени. Она обращается вокруг звезды Gliese 581, расположенной в 20,4 светового года от Солнца в созвездии Весов. Эта звезда, масса которой втрое меньше солнечной, принадлежит к классу красных карликов, в силу чего ее поверхность
Радиус новооткрытого спутника Gliese 581 С в полтора раза больше земного, а его масса превышает массу Земли примерно в пять раз – это самая маленькая внесолнечная планета из известных на сегодняшний день. Объект удален от своей звезды всего лишь на десять с небольшим миллионов километров, что в четырнадцать раз меньше радиуса земной орбиты; продолжительность тамошнего года равна всего тринадцати земным суткам. Температура поверхности планеты лежит в диапазоне от нуля до сорока градусов Цельсия, что делает возможным наличие там жидкой воды, а значит, и органической жизни.
Астрономы, конечно, предполагали, что отсутствие в наших каталогах похожих на Землю планет объясняется несовершенством современной техники (огромные газовые гиганты гораздо проще засечь на большом расстоянии), но абсолютной уверенности не было – а вдруг подобные объекты встречаются во Вселенной очень редко? Теперь же Gliese 581 С наверняка протопчет тропинку для новых открытий. И если братьев по разуму не найдем, так, может, хотя бы обнаружим пригодные для колонизации в далеком будущем миры? АЛ
Сегодня нанотехнологии – это, с одной стороны, бурное развитие методов манипулирования материей на микро– и наноуровнях в рамках многочисленных научно-исследовательских проектов, а с другой – куча концептуальных и технологических вопросов при попытке создать нечто завершенное и полезное. Такая ситуация – плодотворная почва для различного рода обобщений и прогнозов.
Свыше пятидесяти американских ученых и экспертов из разных областей науки и техники сделали долговременные прогнозы о перспективах нанотехнологий, которые обобщены в книге Карен Шмидт (Karen F. Schmidt) "NanoFrontiers: Visions for the Future of Nanotechnology". В основном обзор касается использования нанотехнологий в решении таких глобальных проблем, как потенциальный энергетический кризис, создание новых лекарственных препаратов и очистка воды.
В частности, отмечают аналитики, на сегодняшний день те лекарственные препараты, которые созданы с использованием нанотехнологических методов, являются просто модификациями обычных препаратов, лучше проникающими в клетку. То есть действующее начало лекарства осталось прежним, а приставку «нано» можно применить лишь к средству его доставки. Однако эксперты предсказывают создание наноструктур, которые будут действительно новыми препаратами для лечения рака, сердечно-сосудистых заболеваний и болезни Паркинсона. В качестве перспективного медицинского направления отмечена разработка полностью искусственных тканей живого организма, способных заменить пораженные болезнью почки, печень и даже ткани нервной системы. Как говорит директор Национального института здоровья США Элиас Зерхоуни (Elias Zerhouni), нанотехнология может помочь в распознавании болезни на атомно-молекулярном уровне, что должно привести к гораздо более раннему диагностированию недуга.
Кроме того, наноразработки могут использоваться для очистки воды не на специальных водоочистных станциях, а непосредственно в месте ее потребления. «Нанорешения» энергетических проблем, по мнению ученых, будут связаны с более эффективными способами добычи, переработки и передачи энергии ископаемых топлив, так как применение альтернативных источников в глобальном масштабе пока выглядит довольно призрачно.
Как отмечает руководитель отдела нанотехнологий Национального научного фонда Михаил Роко (Mihail Roco), несмотря на заметные результаты исследований в области нанотехнологии, сегодня эта отрасль находится в зачаточном состоянии и для реального улучшения свойств материалов сейчас применяются простейшие нанообъекты и методы. Будем надеяться, что при таком интенсивном "поливе", который наблюдается в последнее время, семя нанотехнологий взойдет в самом ближайшем будущем. А приставка «нано» перестанет быть просто модной вывеской, позволяющей получить лишние деньги под реализацию проекта. ЕГ