Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 06
Однако экспериментальная проверка с участием одной из скульптур, состоявшей из набора полых металлических цилиндров разной длины, поначалу не увенчалась успехом. Лишь когда экспериментаторы попросили у скульптора разрешения поэкспериментировать с самой большой из его композиций — из трехметровых труб, — им удалось обнаружить, что композиция действительно блокирует звук.
Однако и этот «кристалл» оказался далек от совершенства.
Тогда ученые решили создать собственную скульптуру-шумоглушитель. Соорудили каркас, украсили его свисающими цилиндрами из нержавеющей стали или дерева… И обнаружили, что такая структура сильно подавляет звуковые волны в слышимом диапазоне спектра, на частотах от 1400 до 1700 герц.
Скульптуры испанца Эусебио Семпере, которые натолкнули ученых на мысль создать звуковые кристаллы.
Дальнейшие опыты показали, что с помощью акустического кристалла можно не только заблокировать распространение звука, но и манипулировать им. Как пишет по этому поводу научный журнал Physical Review Letters, «подобно свету, который меняет направление под действием рефракции, проникая из воздуха в стекло, звуковые волны также отклоняются, попадая в акустический кристалл». Более того, ныне исследователям удалось создать и своего рода акустическую линзу. Она представляет собой этакий «частокол» из цилиндров. Если с одной стороны его поместить источник звука, то на противоположной стороне звуковые волны сойдутся в одну точку.
Недавно исследователи изготовили и звуковой аналог другого широко распространенного оптического устройства: интерферометра Фабри-Перо. В оптике это многослойный набор тонких пленок, а его акустическая версия — кристалл в виде плиты с гладкими поверхностями, параллельно которым свисают ряды цилиндров.
Ученые полагают, что на основе этого устройства можно создать звуковые барьеры, которые будут не только выглядеть эстетичнее нынешних шумоотражающих щитов, установленных вдоль некоторых автострад, но и действовать гораздо эффективнее.
Идею испанцев поддержали исследователи из других стран. Так, Пин Шен со своими коллегами из Гонконгского университета, создали звуковой кристалл, выполненный в виде кубической решетки из свинцовых шаров диаметром в сантиметр каждый. Шары покрыли силиконовым каучуком и закрепили в нужном месте решетки при помощи эпоксидной смолы. Как показали эксперименты, такая структура эффективно глушит акустические колебания с длиной волны около метра.
А еще один коллега исследователей, физик из Мадридского университета Хосе Санчес-Дехеса, считает, что можно даже спроектировать такой барьер, который будет превращать какофонию, скажем, строительного шума и грохота в успокаивающее шуршание или в шелест листвы, шум морского прибоя.
Теоретически можно собрать акустические «зеркала», «линзы» и «фильтры» в ансамбль, который будет превращать городской шум в некое подобие музыки. И тогда, возможно, осуществится идея поэта Владимира Маяковского, предложившего когда-то сыграть ноктюрн «на флейте водосточных труб».
С. НИКОЛАЕВ
Кстати…
• Испанские исследователи полагают, что, использовав принцип акустического кристалла, можно даже… укрощать землетрясения. Для этого надо пробурить в определенном порядке сеть скважин, которые создадут решетку. Если окружить такими решетками город, то можно избавить его жителей от угрозы землетрясений навсегда.
Правда, чтобы защититься от реального землетрясения, отверстия должны иметь километр в глубину и, по крайней мере, несколько сотен метров в ширину. «Понятно, что пока эта идея практически нереализуема, — пишет журнал New Scientist. — Хотя отдельное здание защитить все же можно».
• Как утверждает китайский исследователь Че Тиньчэн, акустические кристаллы можно использовать и для того, чтобы заблокировать сигнал гидролокатора. Если поставить акустические решетки на корпус подводной лодки, ее невозможно будет обнаружить с корабля или с другой субмарины.
• Петер Матик и Нарендра Батра из Исследовательской лаборатории ВМС США, Вашингтон, округ Колумбия, полагают, что подобная защита сможет сделать практически бесшумными и современные двигатели, включая реактивные.
Пришельцы из космоса давно уже живут на Земле
Их находят высоко в горах, во льдах Арктики и Антарктиды, в горячих источниках с температурой воды свыше 80 °C и даже внутри известковых глыб… Их так много и они столь вездесущи, что некоторые ученые посчитали своим долгом предупредить человечество: они — наши враги. Обитая в воде, проникая сквозь фильтры даже в водопровод, они могут вместе с жидкостью попасть в организм. Речь идет о сине-зеленых водорослях, о потомках космических пришельцев, некогда попавших на Землю из космоса.
На вид «пришельцы» невзрачны. Попробуй угадай, что в этой пробирке — одно из самых удивительных созданий на свете.
В 1907 году известный шведский ученый Сванте Аррениус, пытаясь объяснить возникновение жизни на Земле, выдвинул так называемую гипотезу панспермии, предположив, что во Вселенной существуют некие споры жизни. Они сколь угодно могут переносить холод и вакуум космического пространства, путешествуя от планеты к планете, от звезды к звезде на ядрах комет и метеоритах.
Долгое время Аррениусу никто не верил. Но со временем на поверхности некоторых «небесных камней» — метеоритов были обнаружены остатки неких органических соединений. А позже обнаружили и сами споры водорослей, очень напоминающие сине-зеленые, которые существуют на нашей планете около 3 млрд. лет. В те времена формы жизни были столь примитивны, что сейчас ученые не могут однозначно назвать это чудо природы ни растениями, ни бактериями. Точнее, считают и тем, и тем. Именно от них, от цианей, полагают исследователи, и произошли затем в ходе эволюции все последующие формы жизни. При этом сами цианеи за это время не выродились и не вымерли.
Эти одноклеточные насчитывают три класса, около 150 родов, свыше 2000 видов и распространены буквально везде. Однако, на наше счастье, они совершенно не опасны.
Исследователи так и не обнаружили следов размножения цианей в живом организме. Между тем, мы, сами того не ведая, потребляем эти водоросли и на завтрак, и в обед, и на ужин. Ведь сине-зеленые водоросли, названные так за свой цвет, входят, например, в состав планктона — основной пищи многих рыб и даже китов, живут в почве, помогая растениям усваивать азот из воздуха. Скажем, водоросль спирулина — одна из разновидностей синезеленых — издавна входила в пищевой рацион древних японцев, ацтеков, индусов…
Видимо, слава спирулины была в свое время столь громкой, что на нее не смог не обратить внимания знаменитый писатель-фантаст Жюль Верн. Его капитан Немо, судя по роману «20 тысяч лье под водой», происходивший из рода индийских правителей, регулярно приправлял свою пищу «соусом из морских водорослей» и прожил долгую жизнь.
Сине-зеленые водоросли, иногда вызывающие «цветение» воды, способны вызвать существенный прирост урожая риса и других сельскохозяйственных культур.
Спирулина нужна как подводникам, так и исследователям космоса. Впрочем, и обыкновенные жители планеты Земля тоже благодарны ей за многое.
В наши дни медики пришли к выводу, что спирулина — настоящий кладезь микроэлементов, которые усваиваются человеческим организмом на 95 процентов!
Из спирулины теперь делают специальные таблетки, которые назначают не только больным, но и здоровым людям. Их принимают желающие избавиться от бессонницы, мигрени, диабета и даже ожирения. Спирулина входит и в рацион спортсменов, готовящихся штурмовать мировые рекорды.
С некоторых пор спирулину стали брать с собой в полеты и американские астронавты, полагая, что лучшего источника микроэлементов им не найти. А наши исследователи космоса большие надежды возлагают на зеленую водоросль хлореллу — ближайшую родственницу спирулины. Они полагают, что в дальнем межпланетном рейсе она может стать не только источником пищи, но и вырабатывать космонавтам кислород.
Еще один интересный космический проект — засеять верхние слои атмосферы Венеры все теми же микроводорослями. Первым такую идею выдвинул наш исследователь Игорь Михайлович Забелин, затем его поддержал известный американский астрофизик Карл Саган. Оказавшись в плотной венерианской атмосфере, микроводоросли начнут поглощать углекислоту, усваивая водород и высвобождая кислород. Это, как полагают, уменьшит «парниковый эффект» и температура на поверхности Венеры постепенно начнет снижаться. Со временем Венера превратится если не в гостеприимную, то во вполне сносную для существования человека планету, станет пригодной для дальнейшего обустройства.
