Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 39 от 24 октября 2006 года
Вопросов удачное завершение конкурса принесет немало, может быть, больше, чем ответов. В частности, если анализ генома станет дешевой и тривиальной задачей, это наверняка породит дискриминацию людей на основе генетических тестов (хотя, скажем, в США еще в 2004 году был предложен закон, запрещающий подобную практику).
Возможно, участие в этой затее прикованного к инвалидному креслу Стивена Хокинга (у него как раз болезнь наследственного характера — боковой амиотрофический склероз) придаст наглядности предполагаемым выгодам проекта и выбьет почву из-под ног его критиков. ИП
Найти и обезвредитьВсем хороши композитные материалы на основе стеклянных или углеродных волокон, залитых эпоксидной смолой или другим полимером. Они прочны, легки и не слишком дороги. Из таких композитов давно делают массу полезных вещей — от теннисных ракеток до крыльев самолетов. Но у композитов есть один существенный недостаток. Из-за сложной структуры материала в них очень трудно обнаружить дефекты, возникшие в процессе производства или эксплуатации. Неприятно, если сломается ракетка, но разрушение крыла самолета недопустимо вовсе.
Для решения этой проблемы ученые из Алабамского университета разработали «умную кожу», которая способна не только сама устранять повреждение, но и сообщать, где оно произошло. Кожу можно наклеить на несущие элементы в крыльях самолетов, в дверях салона и других критических элементах конструкции.
Материал изготавливают, поместив вязкий «сироп» из эпоксидной смолы и медные проводники между несколькими слоями полимера. Если возникает трещина или разрыв, смола вытекает, заполняет повреждение и застывает под действием ультрафиолета дневного света. Одновременно рвутся медные проводники, изменяя индуктивность материала. Поэтому несложный радиосканер даже под несколькими слоями теплоизоляции и обивки легко может обнаружить место разрыва на расстоянии до одного метра.
Впрочем, идея материалов, способных к «самолечению», не нова. Еще в начале года инженеры Европейского космического агентства в близких к открытому космосу условиях успешно испытали похожий материал, способный заклеить повреждения обшивки спутника, нанесенные микрометеоритами. Аналогичные материалы разрабатывают и в других лабораториях, но ни один из них не может сообщить, где произошло повреждение.
Ученым еще есть над чем работать. Специалисты сомневаются, что повреждения «кожи» будут адекватно отражать уровень разрушений несущей конструкции. Слишком медленно, целый день твердеет вытекшая смола. Ее, правда, можно заменить на другую, которая быстро сохнет на воздухе. Есть идея встроить новые медные схемы, которые не рвутся, а плавно меняют индуктивность по мере роста повреждения. Это позволит проследить за здоровьем конструкции даже в реальном времени.
По другому пути пошли в Делаверском университете. Там придумали добавлять в композиты немного углеродных нанотрубок — примерно одну десятую процента веса материала. Такое количество нанотрубок, равномерно распределенное в материале, практически не влияет на его механические свойства. Нанотрубки пересекаются и касаются друг друга, формируя случайную сеть, по которой, благодаря их высокой проводимости, может течь электрический ток. Но контакты между нанотрубками здесь весьма ненадежны и чутко реагируют на малейшие изменения в структуре материала. Экспериментально удалось показать, что, контролируя ток через сеть нанотрубок, нетрудно определить внутренние напряжения или разрушения, предупреждающие о возможной аварии.
Этот подход очень напоминает предыдущие попытки контролировать состояние композитных материалов, заранее встроив в них сеть оптических волокон. Разрушения обнаруживали, наблюдая за прохождением света по волокнам. Однако этот метод распространения не получил, поскольку требовал сложной аппаратуры, да и оптические волокна заметно усложняли производство и ухудшали прочность композитов.
Новый метод лишен этих недостатков. К сожалению, пока углеродные нанотрубки дороги, но их массовое производство обещает решить и эту проблему. ГА
Жизнь на кинопленкуМеждународный астрономический консорциум PanSTARRS планирует запечатлеть все то, что будет происходить на звездном небе, в течение длительного срока — трех с половиной лет. Конечно, речь идет не о непрерывной видеосъемке, а лишь о периодическом фотографировании одних и тех же участков неба одним и тем же инструментом. К тому же новый телескоп PS1 Гавайского университета, с помощью которого будут собираться данные, не способен обозревать все небо, поэтому часть событий во Вселенной останется незамеченной.
Несмотря на эти ограничения, полученные данные наверняка помогут лучше понять многие космические процессы. Близ звезд будут планомерно искать планеты, сравнимые по размерам с Юпитером. Для этого телескоп должен будет поймать те моменты, когда планета частично затмит звезду. Ученые также рассчитывают значительно приблизиться к разгадке природы темного вещества, изучая распределение в пространстве галактик и их скоплений. Нашу собственную Галактику решено представить в виде самой подробной на сегодняшний день трехмерной модели, которая будет создана по окончании эксперимента (на ее основе планируется сделать выводы о рождении и дальнейшей судьбе Млечного Пути).
Кроме того, астрономы рассчитывают поймать немало «случайной рыбы». Ожидается, что будут обнаружены новые звезды и галактики, а старые объекты могут раскрыть неизвестные сейчас особенности. Наверняка будет открыто несколько комет, астероидов и (или) трансплутоновых карликовых планет, как их теперь называют. Не исключено, что среди наших крохотных соседей по Солнечной системе найдутся и те, что потенциально могут быть опасны Земле.
Телескоп PS1 — первый из четырех однотипных инструментов, которые собирается ввести в эксплуатацию PanSTARRS для организации в будущем полного обзора всей небесной сферы. Нынешний эксперимент в каком-то смысле будет разведкой боем, в ходе которой пройдут обкатку все используемые технологии. PS1 оборудован системой из четырех зеркал, в сумме эквивалентных объективу радиусом 1,8 м. Для сбора информации предназначена самая большая в мире составная ПЗС-матрица, состоящая из 1,4 млрд. пикселов; за ночь телескоп будет накапливать несколько терабайт данных. Собранная информация появится в свободном доступе сразу по окончании эксперимента. Сейчас проходят технические испытания, а первый кадр «фильма» о небе над нашей головой снят в 2007 году. АБ
Унуноктий и унунхексийРоссийские и американские ученые из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии объявили о синтезе нового самого тяжелого химического элемента унуноктия (ununoctium) с атомным номером 118. Заодно, как продукт его альфа-распада, был получен элемент унунхексий (ununhexium) с атомным номером 116. Открытие стало результатом нескольких лет упорных экспериментов и многократных независимых перепроверок полученных данных, которые косвенно свидетельствуют о существовании этого скандально известного элемента.
Дело в том, что первое объявление о синтезе унуноктия в результате слияния атомных ядер при бомбардировке свинцовой мишени разогнанными в циклотроне ионами криптона было сделано еще в 1999 году. Эксперименты проводились в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли. Однако эти результаты не подтвердились в других лабораториях. Был проведен повторный анализ экспериментальных данных, который обнаружил в них подтасовки. Разразился крупный скандал, виноватого уволили, а не проживший и двух лет унуноктий официально закрыли.
Поэтому к новому штурму унуноктия наши и американские специалисты по сверхтяжелым элементам подошли с особой тщательностью. Первые признаки появления ядра унуноктия при бомбардировке мишени из калифорния ионами кальция были получены еще в 2002 году. Но тогда результаты сочли недостаточно надежными. Еще пару ядер получили в прошлом году и, наконец, за месяц экспериментов было получено три ядра изотопа унуноктия-294 и надежно измерены времена жизни, энергии тяжелых ядер и других продуктов реакций.
Рекордно тяжелое ядро унуноктия-294 содержит 118 протонов и 176 нейтронов и живет всего 0,89 мс. Затем оно распадается на альфа-частицу — ядро атома гелия и 116 элемент унунхексий-290. Тот живет уже десять миллисекунд и в свою очередь испускает альфа-частицу. Следя за цепочкой продуктов такого распада, вплоть до 112 элемента унунбия, можно судить об образовании и свойствах сверхтяжелых ядер.
Унуноктий-294 получается в результате слияния ядер изотопов калифорния-249 и кальция-48 с последующим «испарением» трех нейтронов. 98 протонов калифорния и 20 кальция в сумме как раз и дают нужные 118 протонов. Унуноктий должен быть инертным газом как радон, однако при таких его количествах изучить химические и физические свойства нового элемента пока не представляется возможным.
