Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №760
Вторая группа исследователей под руководством Кристиана Маруа (Christian Marois) из канадского Института астрофизики имени Герхарда Герцберга, сосредоточилась на звезде HR 8799 из созвездия Пегаса, которую можно увидеть даже невооруженным глазом.
Предполагая, что планеты вокруг HR 8799 сформировались сравнительно недавно, а значит, еще горячи, астрономы попытались обнаружить их по инфракрасному свечению. Используя наземные обсерватории Keck и Gemini и потратив на изыскания в общей сложности восемь лет, они, наконец, добились успеха. Три обнаруженные планеты отстоят от своего солнца на 24, 37 и 67 астрономических единиц. Масса наименьшей из них составляет примерно семь масс Юпитера, двух более крупных - примерно на треть больше.
Обе группы не исключают наличия вокруг изученных ими звезд других планет, оставшихся незамеченными из-за меньшей массы и расстояния от светил. Впрочем, даже полученные результаты открывают новые возможности. Косвенные методы обнаружения планет не давали никакой информации, кроме массы и формы орбиты. Прямое наблюдение позволит анализировать химический состав атмосфер и судить о строении планет. Однако не все коллеги-астрономы разделяют восторги, считая, что сфотографированные объекты в действительности могут и не являться планетами. ЕЗ
В бараний ток согнуЕще один шаг на пути к одежде, способной подзарядить мобильник или плеер, сделала группа ученых из Технологического института Джорджии в Атланте. Их новый вариант наногенератора больше не боится износа и сырости.
В начале года этот коллектив уже добился успеха, изготовив прототип генератора из нановолокон оксида цинка (см. "КТ" #724), который одновременно обладает свойствами полупроводника и пьезоэлектрика, позволяя получить сразу и источник зарядов, и диод Шоттки в месте контакта волокна с металлом. Изгибая волокна, вплетенные, например, в одежду, можно генерировать электричество, которое, благодаря диоду, потечет в одном направлении, питая внешнюю цепь. Но тогда нановолокна оксида цинка располагались в виде "шубы" вокруг кевларовых нитей. Эта конструкция боялась сырости, волокна легко ломались, и было трудно заставить их работать как следует.
В новой конструкции часть проблем удалось решить. Волокна сделали длиннее и толще (200x4 мкм), соединили их металлическими контактами в цепочки и закатали в пленку из полиимида. Такая конструкция получилась гораздо прочнее и надежнее, поскольку нежный оксид цинка изолирован от внешней среды.
Каждая цепочка при изгибе генерирует примерно 50 мВ, и нужный вольтаж легко набрать, соединяя устройства последовательно. А необходимый ток можно получить, соединяя цепочки параллельно. Кроме того, это сгладит импульсы тока, генерируемые волокнами только при изгибе.
Эксперименты показали, что эффективность такого генератора достигает 6,8%. Это на порядок хуже, чем у обычной турбины, но в данном случае выбирать особо не приходится. Ученые уже защитили конструкцию несколькими патентами и активно работают над доведением ее до массового производства. Судя по всему, время, когда на ярлычке одежды вместе с составом ткани будет указана мощность генерируемого ею тока, уже не за горами. ГА
Мотор для нанороботовУченые вовсю обсуждают проекты нанороботов, которые смогут выполнять массу полезной работы вроде сборки электронных схем или точечной доставки лекарств. Но эти механизмы нужно будет как-то приводить в движение, а обычные электромоторы, к сожалению, нельзя так просто уменьшить до наномасштабов.
Чтобы решить эту проблему, было решено позаимствовать идеи у природы. Некоторые бактерии передвигаются благодаря специальным жгутикам, которые приводятся в действие биомолекулярными моторами на туннелирующих протонах. Похожую искусственную конструкцию, в которой вместо протонов будут туннелировать электроны, решили просчитать химики из Иллинойского университета в Чикаго. Для этого они воспользовались полуклассическим методом молекулярной динамики. Ось ротора сделали из углеродной нанотрубки, к которой присоединяли три или шесть "балок" из длинных молекул с проводящими углеродными шарами - фуллеренами - на концах. Конструкцию, напоминающую рабочее колесо водяной мельницы, поместили между двумя электродами из проводящих молекул. Если на них подать напряжение, то электроны станут по одному туннелировать на проводящие шары и создавать вращающий момент, который приведет ротор в движение. На ось-нанотрубку можно посадить несколько колес, что увеличит крутящий момент и сделает вращение более плавным.
Расчеты показали, что такой наномотор будет хорошо справляться с нагрузкой, устойчиво работая даже при комнатной температуре. Кроме того, конструкция не боится дефектов и примесей, которых трудно избежать в конструкциях подобных масштабов. А по своим параметрам мотор на туннелирующих электронах значительно превосходит природные аналоги. Например, он сможет вращаться в миллион раз быстрее протонных биомоторов. И теперь остается самое главное - реализовать предложенную конструкцию в эксперименте и убедиться, что расчеты правильно предсказывают ее параметры. ГА
У начала временЛучшие кадры звездного неба получают с телескопов, выведенных в открытый космос. Однако и возможности наземной астрономии далеко не исчерпаны, доказательством чему служит уникальное фотополотно, опубликованное сотрудниками Южной Европейской обсерватории (ESO). Изображение с разрешением более 27 мегапикселов содержит самые далекие из когда-либо наблюдаемых с поверхности Земли объекты в ультрафиолете. По словам астрономов, самые старые из них запечатлены такими, какими они были спустя два миллиарда лет после Большого взрыва.
В основу композитного полотна легли фотографии, полученные за сорок часов наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне, проведенных в обсерватории Very Large Telescope (Чили) на четырех телескопах с зеркалами по 8,2 метра. Дополняют картину пятнадцать часов съемки в видимой части спектра, выполненной с помощью телескопов той же обсерватории. В пресс-релизе не уточняется, сколько времени потребовалось на то, чтобы осуществить 55 часов "чистых наблюдений", но, по всей видимости, полотно совмещает снимки, сделанные на протяжении нескольких лет.
Впрочем, чтобы заглянуть в начало времен, одной лишь техники мало. Необходимо также "окошко" в пространстве, свободное от пыли, близких звезд и галактик. Одним из таких окон является небольшой участок южного неба. Область специально искали для рентгеновской обсерватории Chandra, поэтому она получила название Chandra Deep Field South (CDF-S). В поле зрения телескопов, изучающих CDF-S, попадает лишь несколько звезд, принадлежащих нашей галактике, - все прочие объекты удалены на миллиарды световых лет.
Несмотря на крохотную площадь, ценность "глубокого поля Чандры" для науки огромна. Исходя из господствующей теории об однородности Вселенной, можно предположить, что и в любом другом направлении звездное небо будет выглядеть схоже, демонстрируя те же принципы распределения галактик, подчиняясь аналогичным законам и т. д. Таким образом, результаты анализа CDF-S можно экстраполировать и на другие участки космоса. В настоящее время "поле Чандры" является одним из двух участков небосклона, изучаемых в рамках проекта GOODS - глобальной инициативы, объединившей астрономов со всех уголков планеты. GOODS предполагает скрупулезное изучение далекого космоса с использованием всех доступных астрономам инструментов. Тем не менее, несмотря на пристальное внимание научного сообщества, CDF-S не посвящено даже странички в Википедии. Конечно, быть может, полученные снимки не так ярки и красочны, как сделанные орбитальным телескопом Хаббла. У того есть свои "окошки" - Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field, - сквозь которые телескоп различает объекты, появившиеся всего через несколько сот миллионов лет после рождения Вселенной. Однако научная ценность снимков Хаббла едва ли превосходит наземные, сделанные под эгидой ESO. Хотя бы потому, что "поле Чандры" покрывает в разы большую площадь небосвода и содержит большее число галактик и других объектов. ЕЗ
Друзья из микроволновкиВозможно, вскоре девушкам придется задуматься о выборе новых объектов для своих грез. Их извечные "лучшие друзья" - бриллианты - могут совсем обесцениться. Физики из Вашингтонского института Карнеги разработали дешевую технологию выращивания алмазов великолепного качества и практически неограниченных размеров.
Сегодня известно несколько способов получения искусственных алмазов, однако все они требуют использования в технологическом процессе высоких температур и давлений. Это накладывает серьезные ограничения на размеры и чистоту получаемых алмазов. Тем не менее на 20 тонн природных алмазов, добываемых ежегодно, ныне приходится 600 тонн искусственных, применяемых в промышленности.
