Семнадцатилетний Тиаго Олсон (Thiago Olson) из городка Окленд, что в Мичигане, построил в подвале дома своих родителей маленький термоядерный реактор. Все, что для этого потребовалось, - 40 тысяч вольт и немного дейтерия. Правда, еще немного помог отец, но в результате способный подросток может любоваться «маленьким светящимся шариком энергии».
Олсон-младший согласно данным сайта www.fusor.net является восемнадцатым любителем, добившимся ядерного синтеза. У него хорошие амбиции - был полуфиналистом исследовательского конкурса Siemens и собирается участвовать в мае будущего года в инженерной выставке Intel в Нью-Мексико.
Естественно, детали для машины, которая состоит из вакуумной камеры, куда впрыскиваются пары дейтерия и подается напряжение от останков старого маммографа, были куплены через Интернет. У других любителей экспериментальной физики Тиаго получал консультации в Сети. С расценками вроде 10 долларов за миллилитр тяжелой воды конструкция обошлась не так уж дорого. Комментаторы, восхищаясь сметкой подростка, говорят, что в научном плане достижение не бог весть какое. Термоядерный синтез получить не проблема. Проблема - сделать реакцию самоподдерживающейся.
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.
Кабине лифта придется добираться до геостационарного спутника, к которому будет прикреплен внешний конец троса, минуя радиационные пояса Земли. При этом лифт не сможет преодолеть опасные слои магнитосферы нашей планеты со скоростью ракеты, движение по тросу займет десятки часов, поэтому гипотетическому пассажиру гарантирована многократная смертельная доза облучения в кабине без серьезной защиты. Андерс Йоргенсен (Anders Jorgensen) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в журнале New Scientist рассказал о своих исследованиях в этой области и, в частности, рассмотрел возможные решения.
Трос можно прикрепить не вблизи экватора, как предполагает классическая схема, а значительно ближе к полюсу, ведь над высокими широтами толщина радиационных поясов меньше. В этом случае трос потянется не перпендикулярно поверхности Земли, а под углом, ведь внешний конец все равно будет находиться над экватором. Такой способ породит проблему устойчивости троса в атмосфере, а путь лифта значительно возрастет.
Есть и другой вариант: на определенном участке троса перед поясами разместить устройство, защищающее от радиации - своеобразный щит, который могла бы подобрать по пути кабина. Однако размещение щита сильно усложнит конструкцию всей системы и опять-таки приведет к ее неустойчивости.
Третий вариант самый простой: можно изначально защитить саму кабину либо толстыми непроницаемыми для опасных частиц стенками, либо магнитным полем. В первом случае это существенно
