Компьютерра, 2006 № 44 (664) - [8]
В 1995 году тоже семнадцатилетний Дэвид Ган (David Hahn) уже построил в сарайчике на задах дома матери в пригороде Детройта некое подобие атомного реактора, используя доступные радиоактивные материалы и «Золотую книгу химических экспериментов» 1960 года издания. Местность пришлось тщательно обеззараживать команде в защитных комплектах, пугая соседей инопланетным обликом и бочками с яркими знаками «Осторожно, радиация!». Теперь в Мичигане идут удачные опыты с термоядом… Тут главное — не переборщить. ИП
Оригинальный метод «вытяжки» углеродных нанотрубок до нужных размеров разработали физики из Калифорнийского университета в Беркли. Метод позволяет изготавливать нанотрубки точно «на заказ» и контролировать их электронные свойства. Сегодня при изготовлении экспериментальных электронных устройств из углеродных нанотрубок ученым слишком часто приходится надеяться на удачу. Дело в том, что электронные свойства нанотрубок сильно зависят от их диаметра, количества слоев углерода, а также наличия в трубках дефектов и примесей. А основные технологии получения нанотрубок — метод осаждения паров углерода или возгонки и перекристаллизации графита — не свободны от недостатков. Химические методы изготовления нанотрубок позволяют добиваться нужных диаметров, но в таких трубках образуется слишком много дефектов. А в трубках, полученных из чистого графита, мало дефектов, но их диаметр, как правило, непредсказуем.
Теперь ученые научились уменьшать диаметр нанотрубок до заданного. Для этого раствор нанотрубок помещают на кремниевую пластину, с помощью электронного микроскопа отбирают из них подходящую и присоединяют ее концы к золотым контактам. Эту нанотрубку затем обстреливают быстрым пучком просвечивающего электронного микроскопа. Электроны пучка выбивают атомы углерода со своих обычных мест в углах регулярной структуры стенок нанотрубки и заставляют их мигрировать вдоль трубы, собираться в кучи, выстраиваться в другом порядке. При этом форма трубы заметно меняется, и труба даже может совсем разрушиться. Но если одновременно через присоединенные к трубке золотые контакты пропускают электрический ток, то он заставляет атомы углерода вновь выстраиваться в регулярную структуру, быть может, меньшего диаметра. Этот процесс, который удивляет даже видавших виды специалистов, позволил в экспериментах постепенно уменьшить диаметр нанотрубки от 16 до 3 нанометров.
К сожалению, новый метод плохо приспособлен для массового производства наноустройств и даже в лабораторных условиях его реализовать пока не просто. Однако сама возможность подогнать диаметр нанотрубки позволит ученым решить массу экспериментальных проблем. А там и приемлемая модификация метода для массового производства, быть может, отыщется. ГА
Исследователям из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге впервые удалось проследить за квантовыми колебаниями и вращением атомов в молекуле тяжелого водорода, состоящей из пары атомов дейтерия. Атомы в этой молекуле колеблются так часто и они такие мелкие, что ни одна из существующих технологий микроскопии не позволяет за ними уследить. Поэтому ученым пришлось изобрести новый хитроумный метод, чтобы косвенно увидеть, что же в ней происходит.
Молекулу, находящуюся в основном невозбужденном квантовом состоянии, обстреляли парой лазерных импульсов длительностью 6—7 фемтосекунд, разделенных промежутком всего в 0,3 фемтосекунды. Первый импульс отрывал от молекулы электрон и превращал ее в положительно заряженный ион, одновременно заставляя вращаться. В ответ на возмущение ядра дейтерия начинали двигаться, чтобы занять новое положение равновесия. И в этот миг следующий лазерный импульс отрывал от иона второй и последний электрон, заставляя молекулу «взорваться» за счет отталкивания положительно заряженных ядер. Ядра разлетались, и по их следам можно было определить, на каком расстоянии были ядра в молекуле в момент взрыва. Ведь чем ближе друг к другу находились ядра, тем сильнее они отталкивались и тем быстрее разлетались. «Взрывая» молекулу много раз с разным промежутком между импульсами, ученым удалось восстановить квантовую картину колебаний и вращения ядер в молекуле.
Такая разрушительная «взрывная» микроскопия обладает беспрецедентным пространственным и временным разрешением. С ее помощью ученые собираются изучать более сложные молекулы, следить за протеканием химических реакций, управлять квантовыми процессами… К новой серии экспериментов с молекулой метана исследователи уже приступили. ГА
Несколько команд изобретателей продолжают гонку за призом от NASA, обещанным создателю космического лифта. Было бы здорово сообщать о прорывах на этом фронте, однако по большей части приходится принимать к сведению все новые и новые проблемы.
Нет пока материала, из которого можно было бы сделать трос нужной прочности длиною в десятки тысяч километров, нет четко продуманной схемы электропитания лифтовой кабины беспроводным способом, а ведь лифт должен поднимать в космос не только себя и быть гораздо рентабельнее, чем традиционные способы борьбы с гравитацией. Недавно всплыл новый вопрос, связанный с защитой от радиации.
