Техника-молодежи №3 2000 г
 
 
ГЛАВНАЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВПЕРЕД
НАЗАД

АТОМНЫЕ ИГЛЫ БУДУЩЕГО

Ученые из НИИ лазерной физики (Санкт-Петербург) готовы взяться за создание атомных «игл» - сверхузких пучков света и нейтральных атомов. В перспективе это позволит изучать ядерные реакции без гигантских ускорителей и подземных ядерных взрывов, создать сверхплотные носители информации и...

Во времена «холодной войны» США и СССР долго пытались создать мощное лазерное и пучковое оружие, способное издалека уничтожать ракеты и спутники противника. В конце 80-х эти работы в обеих сверхдержавах были по разным обстоятельствам свернуты. Однако остался внушительный научный задел, который можно с успехом использовать в мирных целях.

Основная задача, вставшая перед учеными, - как достичь «эффекта инженера Гарина», то есть увеличить плотность потока энергии в лазерном луче. Было известно, что это можно сделать, либо «укорачивая» по времени световые импульсы, либо уменьшая диаметр пучка. Его пытались сузить и с помощью обычных линзовых систем, и применяя эффект «самофокусировки», то есть когда линза под действием мощного излучения в определенной среде становится «протяженной». Но при всех ухищрениях диаметр светового пучка все же оставался недопустимо большим - превышал длину световой волны. Авторитетные специалисты заявляли: ограничение непреодолимо, сделать «концентрированный» лазерный луч не удастся...

Но открытие - это всегда «то, что невозможно». Сумев преодолеть веское предубеждение коллег, сотрудники НИИ лазерной физики под руководством профессора Н.Розанова теоретически строго доказали, что природой не поставлено ограничений на ширину пучков. В среде с самофокусировочной нелинейностью (для нее показатель преломления увеличивается с ростом интенсивности излучения) ширина установившегося пучка определяется мощностью излучения. При высокой мощности пучок способен схлопываться в «канал», ширина которого может быть даже намного меньше длины световой волны. Итог исследования: требуемая концентрация электромагнитной энергии в лазерном луче вполне достижима! Ученые-питерцы считают, что технически возможно уже в ближайшем будущем получить оптическую «иглу», с помощью которой удастся решать самые разные задачи. Например, формировать изображения объектов, размеры которых гораздо меньше длины световой волны, записывать информацию с невиданной сегодня плотностью, производить элементы наноэлектроники с размерами, близкими к размерам атомов. Исследователи говорят и о возможности создания атомных «игл» - мощных пучков нейтральных атомов с диаметром всего несколько микрон. По мнению российских ученых, эти «иглы» произведут подлинную революцию в практических ядерных исследованиях - позволят отказаться от справедливо тревожащих общественность экспериментов, проводимых в огромных реакторах и при подземных ядерных взрывах. Не понадобятся новые гигантские (потрясающие как размерами, так и стоимостью) ускорители, и в то же время эксперименты будут не виртуальными (моделируемыми на компьютерах), а реальными - только с микроскопическим количеством «рабочего тела».

Перспективы, что ни говори, весьма радужные. Но, обрисовывая их, ученые помалкивают о другой стороне возможного создания «гиперболоида» - о новом витке «военной лазерной мысли», от чего заранее пробегает холодок по спине. Впрочем, пока это лишь теория...

МАЛЫЙ БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ

Сенсационный эксперимент с воссозданием в лабораторных условиях «Большого Взрыва», с которого, по представлениям современных физиков, началась наша Вселенная,состоялся в феврале в ЦЕРНе (Европейском центре ядерных исследований в Женеве).

Физики из 20 стран в серии из 7 экспериментов воспроизвели, по их расчетам, «первичную форму материи», которая, вероятно, существовала в то время, когда Вселенной было от роду 10 мкс. В огромном синхротроне при температуре, в 100 тысяч раз превышающей температуру в центре Солнца, было достигнуто 20-кратное, по сравнению с известным ядерным состоянием, уплотнение материи. Ученые нагрели протоны и нейтроны ядер свинца до такой степени, что они расплавились и превратились в невиданную ранее человечеством форму материи - сжатый газ, состоящий из частиц, называемых кварками и глюонами, - так называемую «кварк-глюонную плазму». Это состояние материи могло быть присуще совсем юной Вселенной - практически сразу после Большого Взрыва, гипотезу о котором одним из первых выдвинул наш соотечественник Георгий Гамов; сегодня ее поддерживает большинство ученых.

Сам эксперимент в ЦЕРНе готовился несколько лет и получил полушутливое название «Маленький Взрыв». Некоторые ученые с тревогой предупреждали экспериментаторов о непредсказуемых последствиях этого мероприятия, о возможной угрозе... для самого существования нашей Земли, а то и Вселенной в целом. В частности, вполне солидные специалисты высказывали мысль, что может начаться неконтролируемая реакция по превращению всей материи в новое состояние. Вероятность того, что сталкивающиеся частицы достигнут такой высокой плотности, что породят на месте нашей планеты черную дыру, также не казалась скептикам «исчезающе малой». Страхи оказались напрасными - все прошло, а мы даже не успели испугаться! (Подробнее об этом эксперименте - в одном из ближайших номеров «ТМ».-Ред.)

СИБИРЯКИ ПОМОГАЮТ ШТАТАМ БОГАТЕТЬ

Ученые и технологи из новосибирского Института катализа имени Г. К. Борескова под руководством профессора Г.И. Панова разработали метод переработки вредных промышленных отходов (закиси азота) в ценное химическое сырье. Метод начал успешно применяться... В Америке.

То, что Земля задыхается от отходов промышленной деятельности человека, - общее место. Но пока философы и социологи рисуют апокалиптические прогнозы, ученые-практики предпочитают действовать. Они убеждены, что от пресса технологий человечество спасут... технологии. Конкретно - так называемые «сопряженные» технологии, при которых отходы одного производства служат материалом для другого. Этакая перманентная трансмутация... (пардон) дерьма в конфетку.

Одна из первых «спасительных ласточек» уже появилась. Причем у нас, в России. В неистощимом на идеи новосибирском Академгородке научная группа под руководством профессора Г.И. Панова придумала и воплотила на практике способ переработки закиси азота - отхода производства адипиновой кислоты (широко применяемой в промышленности для изготовления нейлона-6,6).

Обычно закись азота сжигают в атмосфере метана, что и недешево, и «небезотходно». Сибирские ученые предложили каталитическую систему на основе железосодержащих цеолитов, на поверхности которых вредная закись расщепляется на составляющие элементы. Благодаря каталитическим свойствам железа, входящего в состав цеолитов, молекулярный кислородосвобождающийся из закиси азота, превращается в активный атомарный кислород. Таким образом, азотная закись в присутствии цеолитов становится мощным окислителем, превращающим устойчивые к окислению метан и бензол соответственно в метиловый спирт и фенол. А они как раз и есть искомая «конфетка»! Ведь эти полученные из «бяки» вещества - весьма ценное сырье для производства разных полимеров, пластмасс и синтетических смол.

«Скорбный труд» новосибирцев не пропал втуне. Пока наша промышленность, тяжело и мутно поднимающаяся после нокаута «реформаторов», еще не способна внедрять у себя новые технологии, перспективную разработку заметили за океаном. С ее помощью в прошлом году уже начали промышленно получать фенол каталитическим окислением бензола. Пилотный реактор по сибирской технологии, заработав на заводе крупнейшей американской компании по производству нейлона-6,6, дает оборотистым янки 0,4 кг фенола в час на 1 кг катализатора. Так что же, да здравствует российско-американская дружба, самая экологически чистая в мире?!

БЫСТРАЯ ВИЗИТКА МЕТАЛЛОВ

В Институте спектроскопии РАН (г. Троицк Московской обл.) создали портативный переносной прибор для экспресс-анализа и сортировки металлических сплавов.

Современные сплавы внешне «все на одно лицо». Примеси легирующих добавок (связанные с разным технологическим назначением) на глазок не разглядишь - нужны приборы. Не так давно состав сплавов определялся только в больших стационарных химических лабораториях. Скорость анализа и точность результатов оставляли желать лучшего. Последнее время для этого стали использовать спектральные методы. Постоянно совершенствуясь, эти методы (тоже, по сути, стационарно-лабораторные) все же не давали требуемой точности и скорости.

Сотрудники Института спектроскопии разработали установку, в которой с помощью вольтовой дуги или высокочастотного разряда частичка сплава испаряется, и ее спектр проецируется на линейку с тысячами близко расположенных светочувствительных элементов, регистрирующих сразу все спектральные линии. Затем сигналы от этих элементов поступают либо в микропроцессор, вмонтированный в переносной прибор, либо в персональный компьютер, где обрабатываются по специальной программе.

Прибор оказался в несколько раз дешевле зарубежных аналогов. Он позволяет за несколько минут с высокой точностью и надежностью определять состав легированных сталей, титановых, никелевых, медных, цинковых и других сплавов, а также сортировать их по маркам и группам марок в соответствии с библиотекой, хранящейся в электронной памяти. Опытные установки из Троицка уже успешно работают на некоторых заводах, но для массового выпуска и внедрения, увы, нет денег.

НЛО - «MADE IN БУРЯТИЯ»

В Улан-Удэ сделали... летающую тарелку. По форме. А по сути - уникальное транспортное средство нового поколения - экраноплан НВА-06-10. Эта самая мощная из гражданских наземно-воздушных амфибий в мире была впервые выпущена для гражданских нужд. До этого 30 лет экранопланы производили для военных. Заказчик - Верхне-Ленское речное пароходство - собирается на нем круглый год развозить грузы по Сибири, не считаясь с встречающимися по дороге реками, озерами и болотами. При скорости 250-300 км/ч НВА как минимум в 5 раз экономичнее самолетов. Некоторые специалисты считают, что при массовом внедрении экранопланы способны, потеснив малую авиацию, дать новый импульс хозяйственной жизни Сибири.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗМЫ БУДУТ СОЗДАНЫ В РОССИИ?

Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова разработали способ замены природных аминокислот в белках на синтетические аналоги и получили жизнеспособные клетки. Дрожжи, у которых природная аминокислота фенилаланин была на 40% замещена на ее синтетический аналог, продолжали расти и нормально функционировать. Ученые считают, что изменение состава белка в живой клетке может привести к созданию бесчисленного множества новых микро-,.. а в перспективе и макроорганизмов. Открывается новая страница в клеточной биологии. Удивительно! И страшно...

МЕРЗЛОТА ОТСТУПАЕТ

Ученые из Института криосферы Земли СО РАН подсчитали, что при нынешних темпах потепления среднегодовая температура воздуха на Севере к 2050 г. возрастет на 2,5-3°С. Это отодвинет южную границу вечной мерзлоты местами на 600 км. В общем, Таймыр мы распашем под целину, а под Москвой будем собирать апельсины.

НАЦИОНАЛЬНОСТЬ СКЕЛЕТА

В США ныне разгорелась нешуточная битва за старый скелет. Ну очень старый. Найденный костяк мужчины получил название «Kennewick Man». Возраст скелета определен в 9300-9500 лет. Согласно федеральным законам, покойничек - Native American, то есть натуральный американец. Индейцы протестуют: «Наш предок должен быть похоронен по нашим законам!». Неизвестно, кто следующий предъявит права на древние кости.

СИНИЦА В НЕБЕ

Союз охраны птиц России избрал «Птицу года». Нынче такой чести удостоилась большая синица. Эта акция проводится регулярно, начиная с 1996 г. Тогда «Птицей года» стал коростель, в 1997 г. - полевой жаворонок, в 1998-м - серый журавль, а в 1999-м - деревенская ласточка. Для ученых «Птица года» - символ, вокруг которого Союз организует ежегодную кампанию, включающую специальные научные исследования, просветительскую работу, охранные мероприятия. А для нас с вами? Большая синица знакома всем. Она живет как в лесах, так и в городских садах и парках, а зимой старается держаться ближе к человеку, ища у него защиты от голода и холода. Синицы уничтожают огромное количество насекомых, защищая от них сады и огороды. Подсчитано, что пара синиц с выводком может защитить сад из 40 фруктовых деревьев. Интересно, что первые законы об охране птиц, причем именно синиц, были приняты еще в средние века; один из них принадлежит Людвигу Баварскому. За поимку синицы сурово наказывали. А в наше время основное, чем может помочь человек большой синице, - это развешивание дуплянок и кормушек.

БИОЧИП-ДИАГНОСТ

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории в Чикаго и академического Института молекулярной биологии имени В.А.Энгельгардта в Москве разработали биочип, который ускоряет диагноз новых форм туберкулеза, не поддающихся антибиотикам. Такие чипы способны одновременно провести анализ огромного количества образцов за пару часов. В качестве первого объекта для испытания биочипов ученые выбрали диагностику именно туберкулеза потому, что ежегодно на земном шаре этой болезнью заболевают 8 млн человек. 3 млн из них умирают.

ГЕНОМ ПРОДОЛЖАЕТ РАСКРЫВАТЬСЯ!

Как сообщил недавно журнал «Nature», расшифрована последовательность ВЖДНК 22-й человеческой хромосомы. Это первая наиболее полная расшифровка целой структуры в генетическом аппарате человека и - 1/23 часть глобального проекта «Геном человека». Впечатляют масштабы коллективного авторства - 216 ученых из Великобритании, США, Японии, Канады и Швеции. Только эта хромосома содержит более 20 генов, изменения в которых приводят к известным заболеваниям человека, в частности (предположительно), и один из генов, обусловливающих шизофрению. Для полного раскрытия генома человека трудиться еще придется долго. Однако, по мнению руководителя геномного проекта Фрэнсиса Коллинза, высказанному агентству АП, нынешнее достижение можно уже сравнить с «расщеплением атома или полетом на Луну».

По материалам Интернет-изданий
подготовил Андреи САМОХИН


на предыдущую страницу к началу этой страницына следующую страницу