Что нового в этом мире

Сохранённые в вечной мерзлоте на берегах реки Колыма, эти семена некогда были припасены сусликами в своих норах, да так и остались законсервированными на века. Возрождённые в подмосковном институте растения — самые древние из когда-либо возвращённых к жизни.

Исследование выполнила группа учёных под руководством Давида Гиличинского из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения. По информации BBC News, биологи обнаружили около 70 нор древних сусликов, расположенных на глубинах от 20 до 40 метров по отношению к современной поверхности.

Особенности льда показали, что норы эти были однажды заморожены и больше никогда не оттаивали. Таким образом, извлечённые из нор запасы постоянно оставались на холоде.

Среди этих припасов учёных заинтересовали семена смолёвки узколистной (Silene stenophylla), до сих пор произрастающей в том же регионе.

После нескольких неудачных попыток экспериментаторам удалось вырастить несколько кустиков этого растения. Точнее, учёные сумели воспользоваться вырезанным фрагментом незрелых, но хорошо сохранившихся семян, названным в работе «плацентарной тканью».

По версии авторов эксперимента, использованные клетки были богаты сахарозой, а она является не только питательным компонентом, но и консервантом. Вероятно, потому данные фрагменты древней смолёвки так хорошо сохранились и оказались способными к оживлению.

Биологи сравнили древний кустарник с современными экземплярами того же вида. Как передаёт «РИА Новости», форма и цвет обоих растений идентичны, за исключением соцветий. Лепестки современной смолёвки более широкие и «рассечённые». Кроме того, у древнего кустарника были «женские» и «мужские» соцветия, тогда как цветы его современного родственника сочетают в себе пестики и тычинки.

Результат исследования опубликован в PNAS.

Добавим, что прежний рекордсмен по «воскрешению» — пальма, выращенная из косточки возрастом 2000 лет.

После появления ростков в лабораторных чашках учёные пересадили побеги в горшки, получив нормальные взрослые растения (фото Yashina et al./ PNAS).

«Троянский» волновой пакет, обращающийся вокруг ядра атома, словно группа астероидов-троянцев (кадр Rice University).

Учёные построили точную модель части Солнечной системы внутри одного атома калия, раздутого до долей миллиметра. Такой трюк исследователи выполнили, чтобы показать интересные пересечения между квантовой и классической физикой.

Представление о том, что электроны вращаются вокруг ядра атома по чётким орбитам, словно шарики-планеты вокруг звезды, – устарело. Квантовая природа субатомных частиц и их дуализм (электрон – и частица, и волна одновременно) приводят к тому, что электроны будто размазываются вокруг ядра и физикам остаётся рассуждать только о вероятности их нахождения в том или ином месте, описывая частицы волновой функцией.

Однако, как оказалось, при определённых условиях электрон можно заставить бегать вокруг ядра почти что как планету, то есть – локализовать его, не нарушая связанности частей системы.

Экспериментаторы из университетов Райса, Венского технологического и американской национальной лаборатории в Окридже создали атом Ридберга, в котором электрон находился в высоковозбуждённом состоянии (на высоком энергетическом уровне).

Далее при помощи импульсов электрического поля учёные заставили волновую функцию электрона коллапсировать. Частица обратилась в локализованный волновой пакет, внешне напоминающий запятую (это были границы, где электрон может быть найден). В таком состоянии электрон продолжил обращение вокруг ядра, но на очень короткое время.

Физики же хотели заставить его бегать по орбите бесконечно, и так, чтобы не нарушалась целостность атома. Учёные приложили к атому вращающееся радиочастотное электрическое поле, передаёт PhysOrg.com. Поле захватило локализованный электрон (ту самую «запятую») и заставило синхронно обращаться вокруг ядра. Другой электрический импульс позволил сделать мгновенную «фотографию» такой экзотической системы.

Последние находятся в точках Лагранжа на орбите Юпитера, и все вместе формируют две «запятые» (по форме похожие на локализованный волновой пакет), опережающие газовый гигант и отстающие от планеты в её пути вокруг Солнца.

И пусть поведение астероидов и планет описывается классической механикой, совпадение тут далеко не случайно. Знаменитый датский физик Нильс Бор ещё в 1920 году сделал прогноз об отношении между законами движения Ньютона и квантовой физикой.

«Бор предсказал, что квантовомеханическое описание физического мира для систем достаточного размера будет совпадать с классическим описанием, представленным ньютоновской механикой, — говорит лидер группы исследователей Барри Даннинг (Barry Dunning). — Бор также указал на условия, при которых это соответствие можно было бы наблюдать. В частности, такое совпадение должно проявляться в атомах с очень высоким значением главного квантового числа».

Именно это предсказание и подтвердили учёные. В их опытах главное квантовое число электрона в ридберговском атоме составляло от 300 до 600. «В таких возбуждённых состояниях атомы калия в сотни тысяч раз больше, чем обычно, и походят по размеру на точку в конце предложения, — объясняет Даннинг. — Таким образом, они являются хорошими кандидатами для проверки предсказания Бора».

Так же как волновой пакет в ридберговском атоме был захвачен комбинированным электрическим полем ядра и внешних волн, астероиды-троянцы контролируются совместным гравитационным полем Солнца и Юпитера, — продолжают проводить аналогию физики.

Подробности эксперимента можно найти – в статье в Physical Review Letters. В дальнейшем авторы этой работы хотят локализовать сразу два электрона и заставить их бегать вокруг ядра как две планеты – каждая по своей орбите.

Самая быстрая видеокамера в мире способна разглядеть продвижение ультракороткого импульса света через однолитровую бутылку, подобно тому как обычные скоростные камеры в деталях снимают пролёт пули сквозь яблоко.

Уникальную систему построили Рамеш Раскар (Ramesh Raskar) из Массачусетского технологического института и сотрудники его лаборатории Camera Culture при участии группы Бавенди (Bawendi Group).

Раскар известен нам по целому ряду впечатляющих опытов. Достаточно вспомнить камеру, снимающую за углом. Она, кстати, является близкой родственницей новинки – у них есть общие элементы и схожи приёмы работы со светом.

Экспериментаторы называют новую систему Trillion FPS Camera. Правда, на деле эффективное время экспозиции каждого кадра тут составляет 1,71 пикосекунды (триллионных долей секунды), так что аппарат отображает продвижение света по сцене с частотой съёмки «всего» в 0,58 триллиона кадров в секунду. Но округление авторам удивительной машины вполне можно простить.

Для сравнения, предыдущая научная установка для фиксации быстротечных событий выдавала более шести миллионов кадров в секунду.

Заметим, однако, что ещё один метод замедленной съёмки, базирующийся на голографии (light-in-flight holography), позволяет достичь большего темпа — целых 100 миллиардов кадров в секунду. Увы, эта технология пригодна вовсе не для любых ситуаций, так как работает только с когерентным светом. А его лучи теряют согласованность сразу же, как только проходят сквозь разные объекты, и потому метод отказывает.

В способе съёмки Раскара свет может быть самым обычным, а лазер в роли подсветки тут применяется не из-за когерентности исходного пучка, а из-за необходимости в ультракоротких вспышках.

В качестве основы для новой системы учёные использовали стрик-камеру (streak camera). В таком устройстве лучи света попадают на фотокатод через узкую щель.

Выбитые электроны за счёт быстроменяющегося электрического поля отклоняются в направлении, перпендикулярном щели. Далее они летят к детектору.

Таким способом временная развёртка короткого импульса света превращается в пространственную. Прибывшие чуть раньше фотоны отражаются в детекторе в несколько иной позиции, чем частицы прилетевшие чуть позднее.

Изображения, добываемые с помощью такой камеры, получаются двумерные, передаёт институт, но при этом одно измерение в кадре является пространственным (оно расположено вдоль щели), а второе – это время.

Чтобы зафиксировать сцену полностью, изобретатели применили медленно поворачивающееся зеркало, направляющее взгляд щелевой камеры на новые и новые линии.

Для съёмки целого ролика пробег волнового фронта вдоль сцены следует повторить миллионы раз. А чтобы взаимное расположение световых полос в кадрах было правильным, необходимо точно синхронизировать импульсы лазера подсветки (частота следования – 13 наносекунд, ширина импульса – несколько фемтосекунд) и срабатывание детекторов. Последние воспринимают отражённый от объектов свет с временным разрешением примерно в пикосекунду.

Сложная оптика и электроника, необходимая для синхронизации работы всех частей комплекса, как раз составляют секрет «триллионной камеры». Но не единственный.

Важно, что снимаемые объекты остаются неподвижными, так что картина прокатывающихся по ним световых импульсов – всегда одна и та же. Это и позволяет вести съёмку одной задуманной сцены в течение нескольких минут (за это время сканирующее зеркало снимает множество узких линий в поле зрения камеры).

Если вернуться к аналогии с пулей и яблоком, то в данном случае учёные словно получают в финальном ролике один её пролёт по экрану после миллионов попыток – яблоко просто «расстреливают из пулемёта».

Дальнейшая обработка колоссального массива информации (расположение фотонов и время их фиксации в детекторе) отдаётся на откуп компьютеру. Придуманные Рамешом и его коллегами математические алгоритмы позволяют сформировать из таких данных результирующий ролик, состоящий всего из 480 кадров.

Легко посчитать, что за весь фильм (он показывает нам событие, разворачивающееся на протяжении 0,8 наносекунды) световой луч успевает пробежать по сцене примерно 25 сантиметров, а за один кадр – примерно полмиллиметра.

Андреас Фельтен (Andreas Velten), один из авторов этой системы, называет её «ультимативной», мол, «во Вселенной нет ничего со столь быстрым взглядом, как у этой камеры».

Её создатели также подчёркивают, что вдохновлялись съёмками летящих пуль, впервые проведённых десятилетия назад. Тогда ключом к остановке мгновения были фотовспышки, разумеется, доступные в те годы.

Нынешние новаторы в целом используют аналогичный подход, только теперь вспышки света стали в миллиарды раз короче. Раскар называет такие импульсы «световыми пулями». Особенно эффектно они смотрятся в упомянутом вначале опыте с бутылкой.

Новый материал в десятки раз легче пенопласта, так что спокойно лежит на одуванчике, не тревожа его пух (фото Dan Little, HRL Laboratories).

Самое низкоплотное в мире твёрдое тело отныне не кварцевый и даже не углеродный аэрогели, а металлическая конструкция, в которой пустоты занимают 99,99% объёма.

Исследователи из университета Калифорнии в Ирвине (UC Irvine), Калифорнийского технологического института (Caltech) и компании HRL Laboratories получили сложную пространственную структуру из никеля, которая по своей низкой плотности легко соперничает с любым твёрдым объектом. Достигнутый показатель – всего 0,9 миллиграмма на кубический сантиметр.

Это меньше плотности воздуха при обычных условиях и, что примечательно, меньше, чем плотность любого известного аэрогеля (эти материалы до сих пор были самыми низкоплотными среди твёрдых объектов).

Необычную решётку авторы создали, используя строительные леса из фоточувствительного полимера. Из этого материала был сделан каркас, который затем покрыли тонким слоем металла. Далее полимер вытравили.

Осталась решётка из труб с толщиной стенок в 100 нанометров. Сами трубки соединяются между собой в узлах, формируя повторяющуюся структуру из звёздочек. Диаметр каждой такой трубки насчитывает несколько микрометров, длина – по нескольку миллиметров, а весь кусок материала в поперечнике занимает несколько сантиметров.

Крайне малое отношение толщины стенок трубок к их диаметру придало всей металлической конструкции высокую гибкость: она поглощает энергию удара столь же хорошо, как эластомеры, и способна полностью восстановить исходную форму при деформации в 50%.

Новинка может найти применение как каркас для катализаторов с большой площадью поверхности, лёгкий электрод для аккумуляторных батарей или упругий мат для поглощения ударов и вибраций.

Международный союз теоретической и прикладной химии официально утвердил обозначения элементов с номерами 110, 111 и 112. Об этом сообщает New Scientist.

Имена новым элементам - дармштадтий, рентгений и коперниций (также распространен вариант коперникий) - были присвоены еще в июле 2010 года. Вместе с тем, только сейчас закончилось соблюдение всех формальностей, предписываемых для добавления в таблицу Менделеева нового элемента. Официальные символы новых элементов Ds, Rg и Cn соответственно.

В настоящее время также идет процесс присвоения названий элементам 114 и 116. В этом месяце представители Международного союза теоретической и прикладной химии официально объявят предварительные варианты имен для этих элементов, после чего у специалистов будет 5 месяцев, чтобы представить свои возражения. Если возражений не последует, то имена будут утверждены. После этого начнется серия формальностей, которая завершится официальным принятием названий.

В настоящий момент варианты названий обоих элементов неизвестны. Ранее появлялась информация, что их планируется назвать флеровий (в честь легендарного советского физика-ядерщика Георгия Флерова) и московий соответственно. Открытие элементов было признано только в июне 2011 года.

Соответствующее предложение было утверждено на Генеральные конференции по мерам и весам, прошедшей в Париже. Окончательно новые определения могут быть приняты уже в 2014 году, после того как предложение пройдет все необходимые формальности.

Известно, что все единицы в системе СИ сводятся к семи основным - ампер (сила тока), моль (количество вещества), килограмм (масса), кельвин (температура), секунда (время), метр (расстояние) и кандела (cила света). Три из них - секунда, метр и кандела - при этом связаны с фундаментальными константами.

Например, окончательно утвержденное в 1997 году определение секунды - интервал времени, равный 9192631770 периодам излучения атома цезия-133 при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома в покое и при абсолютном нуле. Несмотря на громоздкость этого определения, оно удобнее для применения в физике, чем связанное с вращением Земли.

До последнего времени четыре других величины - ампер, моль, кельвин и килограмм - определялись исходя из других соображений. Например, кельвин связан с тройной точкой воды (при определенном соотношении давления и температуры вода может существовать сразу в трех состояниях), а килограмм определен при помощи эталона из платино-иридиевого сплава, хранящегося в палате мер и весов. В рамках нового предложения оставшиеся единицы планируется также переопределить новым образом.

Согласно принятому предложению, ампер - эта сила тока, при которой элементарный электрический заряд равен 1,60217653 x 10-19 кулона (кулон определяется как заряд, прошедший через проводник при силе тока в один ампер за одну секунду). Кельвин предлагается определить так, чтобы постоянная Больцманна была равна 1,3806505 x 10-23 джоулей на кельвин, моль - чтобы чтобы Авогадро была в точности 6,0221415 x 1023 на моль, а килограмм - чтобы постоянная Планка была равна 6,6260693 x 10-34 джоулей-секунд. Список предлагаемых изменений можно посмотреть здесь.

В конце сентября 2011 года в New Journal of Physics появилась статья, в которой физики предъявили очередное подтверждение фундаментальности квантового эффекта Холла - дискретности холловского сопротивления в двумерном проводнике в присутствии сильного магнитного поля перпендикулярного плоскости и низкой температуре. Как следствие, ученые предложили использовать этот эффект для определения ампера и килограмма через их связь с постоянной Планка.

Серия новых опытов в яркой и наглядной форме продемонстрировала зрителям удивительные квантовые эффекты. Парящие без видимой поддержки предметы — можно ли придумать что-то лучшее для того, чтобы обычный человек мог «пощупать» квантовую физику?

Награду поделили пополам. Первую половину получит Сол Перлмуттер (Saul Perlmutter) из США, а вторую — австралиец Брайан Шмидт (Brian P. Schmidt) и американский учёный Эдам Рисс (Adam G. Riess).

Нобелевка присуждена «за открытие ускорения расширения Вселенной путём наблюдения за далёкими сверхновыми». Именно измерения, выполненные двумя независимыми группами (одну возглавлял Сол, вторую – Брайан, и в ней большую роль играл Эдам), столкнули науку лицом к лицу с таинственной тёмной энергией, составляющей, по некоторым оценкам, 75% мироздания.

Свои работы учёные проводили в конце 1980-х – начале 1990-х. Авторы экспериментов следили за сверхновыми типа Ia. В сумме две группы исследователей обнаружили более 50 далёких сверхновых, чей свет оказался слабее, чем ожидалось. Это был признак того, что расширение Вселенной ускоряется.

Две группы перепроверили все возможные ошибки, но получили идентичные результаты. Так в физике появилась концепция, напрямую влияющая на представления не только о ранних этапах эволюции космоса, но и о его далёком будущем.

При желании вы можете переместиться в любую точку модели, если любопытно видеть, что же находится в определенной точке пространства. Кроме того, приложение позволяет и «ускорять» время, наблюдая за движением планет, их спутников и искусственных объектов, созданных человеком. Все необходимое для работы приложения можно скачать вот здесь. Основной компонент, позволяющий этому приложению работать на ПК — это Unity Web Player, для ПК или Mac. Как только вы скачали и установили все необходимые компоненты, можно начинать работу с самим приложением, наблюдая за движениями планет, астероидов и Солнца.

Кроме того, можно использовать и отдельные модули программы, вроде отслеживания экспедиции Juno, продолжительность которой составляет около пяти лет.

По словам разработчиков из NASA, это приложение является первой такой возможностью для пользователей, когда любой человек может в деталях увидеть всю Солнечную систему, плюс отслеживать миссии NASA в режиме реального времени. Приложение, по словам тех же разработчиков, было выпущено для популяризации науки, для того, чтобы сделать данные и опыт, накопленные NASA, доступными для каждого.

Прибор, без которого появление нового мотора было бы невозможным. Это низкотемпературный сканирующий туннельный микроскоп LT-UHV STM (фото Tufts University).

Об экспериментальной демонстрации электромотора, состоящего из одной молекулы, сообщили американские химики. Они считают, что новый движок имеет потенциал для создания абсолютно нового класса устройств, востребованного во многих отраслях.

Схема эксперимента (иллюстрация Sykes Laboratory).

Учёные из университета Тафтса объявили о разработке электрического двигателя с поперечником в 1 нанометр. Новичок в 200 раз меньше нынешнего рекордсмена из Книги Гиннесса и выполнен по отличной от других наномоторов схеме.

Учёные разместили на поверхности меди (оранжевый цвет на схеме вверху) молекулу бутил-метил сульфида. В её центре находился атом серы (жёлтый цвет), из которого торчали две ветви на основе атомов углерода (серые шарики и чёрные линии между ними). С одной стороны находились четыре атома, с другой — один. К молекуле поднесли металлический наконечник атомного микроскопа (серый конус вверху) и между ним и подложкой приложили напряжение. Электрический ток заставил молекулу сульфида вращаться (зелёные стрелки).

По результатам работы исследователи отчитались в журнале Nature Nanotechnology. Они признают, их моторчик ещё очень далёк от практического применения, но убеждены, что однажды он будет использоваться наноэлектромеханических системах (NEMS) самого различного назначения – от медицины до машиностроения.

Схема эксперимента. Пояснения в тексте (иллюстрация G. Hetet/University of Innsbruck).

Учёные поставили опыт, в котором единичный атом сыграл роль эффективного зеркала. По мнению авторов, трюк предвещает построение оптических элементов нанометрового масштаба. Они способны послужить базой для быстрых оптических процессоров.

Любое зеркало состоит из атомов, следовательно, любой атом — тоже в некотором роде зеркало. Но отражает оно менее 1% света. Непросто создать условия, при которых изолированный от собратьев атом чётко проявил бы свои зеркальные свойства. Такой эксперимент удался учёным из университета Инсбрука (Universitat Innsbruck).

Они построили аналог интерферометра Фабри — Перо (Fabry — Perot interferometer). В классическом варианте это устройство представляет собой два параллельных зеркала, смотрящих друг на друга. Исходный луч света понемногу просачивается в полость между ними с внешней стороны (например, сквозь зеркало 1), а затем начинает многократно перескакивать от одного зеркала к другому, при этом малая доля фотонов сквозь зеркало номер 2 выходит наружу — в детектор.

Если расстояние между зеркалами кратно длине волны, распространяющиеся внутри установки колебания складываются, существенно увеличивая яркость луча, пробирающегося сквозь весь «бутерброд». Если это условие нарушается, количество света, проходящего через пакет из двух зеркал, резко падает.

Физики заменили одно из зеркал такого интерферометра единичным атомом — ионом бария, пишет Science. Исследователи подвесили его в электронной ловушке и использовали дополнительный лазерный луч для охлаждения этого атома. Благодаря охлаждению ион отклонялся не более чем на 20 нанометров от центра ловушки. Второе зеркало интерферометра располагалось в 14 миллиметрах от атома.

Учёные подстроили частоту пробного луча так, чтобы он мог переводить ион в возбуждённое энергетическое состояние. Затем физики принялись менять зазор между обычным зеркалом и «одноатомным», чтобы понаблюдать за прохождением света сквозь систему. Данные показали, что единичный ион действительно работает как зеркало, а установка в целом — как не очень совершенный, но всё же аналог интерферометра Фабри — Перо. Детали эксперимента можно найти в статье (PDF) на arXiv.org.

Этот портрет нашего родного дома (Земля слева, Луна справа) получен с расстояния в 9,66 миллиона километров (NASA/JPL-Caltech).

«Это замечательное зрелище, которое редко удаётся увидеть людям, — заявил учёный Скотт Болтон (Scott Bolton). — Этот вид нашей планеты со стороны даёт нам особую точку зрения на нашу роль и место во Вселенной. Мы наблюдаем скромный, но всё ещё прекрасный образ самих себя».

Аппарат «Юнона» (Juno) стартовал к Юпитеру 5 августа 2011 года (мы рассказывали об устройстве зонда и его задачах). А 26 августа «Юнона» развернулась и сделала прощальный портрет удаляющейся Земли.

Как сообщает Лаборатория реактивного движения, кадр сделан в рамках плановой проверки научной аппаратуры и бортовых систем межпланетной станции.

По впечатлению новый снимок можно сопоставить, пожалуй, лишь с портретом нашей планеты, снятом некогда «Вояджером-1» с окраины Солнечной системы.

Рис. 1. Схема двухступенчатого полностью оптического лазерно-плазменного ускорителя электронов длиной несколько миллиметров (описание см. в тексте). Изображение из статьи J. S. Liu et al.

Сразу две группы экспериментаторов сконструировали новый двухступенчатый лазерно-плазменный ускоритель. Электронный сгусток создается и ускоряется до энергии около 1 ГэВ одним-единственным лазерным импульсом, причем длина тандема «инжектор плюс ускоритель» не превышает одного сантиметра.

Масштабы современных ускорителей элементарных частиц впечатляют. Длина туннеля Большого адронного коллайдера составляет 27 км, а проектируемый сейчас линейный электрон-позитронный коллайдер следующего поколения будет иметь около 50 километров в длину. Такие колоссальные для научных приборов размеры — не прихоть физиков; они возникают по той простой причине, что современные технологии не способны достаточно быстро ускорять элементарные частицы.

Вообще, ускоряют частицы сильным электрическим полем, причем, чем сильнее поле, тем эффективнее ускорение. В современных ускорителях используется электрическое поле стоячей радиоволны, которую накачивают и удерживают в специальных металлических сверхпроводящих резонаторах. Но у этой методики есть свой технологический предел: если радиоволна будет слишком мощной, по поверхности резонатора будут течь слишком большие токи, и материал таких токов просто не выдержит. Поэтому предел электрических полей в резонаторах на сегодня — примерно 20 мегавольт на метр (МВ/м), и подняться существенно выше этого значения вряд ли удастся. Это означает, что достичь энергии 500 ГэВ (планируемая энергия электронов на будущем линейном коллайдере) можно лишь на длине 25 км, из-за чего линейный коллайдер становится не только исключительно сложным, но и очень дорогим прибором.

Возможным решением этой проблемы может стать принципиально новая технология ускорения элементарных частиц. Такая технология существует — это так называемое кильватерное ускорение электронов в плазме, и оно уже даже было реализовано экспериментально. В этой схеме сверхсильное электрическое поле создается не в металлической структуре, а в маленьком движущемся вперед пузырьке плазмы, который порождается либо сверхсильным лазерным импульсом, либо компактным сгустком частиц. Электронный сгусток влетает в этот пузырек и, словно оседлав волну, за короткое время ускоряется до больших энергий (подробности см. в популярной статье Плазменные ускорители).

Эксперимент показал, что электрическое поле в таком плазменном ускорителе может в тысячи раз(!) превышать то, что достижимо в резонаторах. Например, в 2006 году было достигнуто ускорение электронов до энергии 1 ГэВ на участке длиной чуть более 3 см, что отвечает ускоряющему полю напряженностью 30 ГВ/м. Эти достижения открывают головокружительные перспективы — ведь с помощью технологии кильватерного ускорения тот же электрон-позитронный коллайдер на 500 ГэВ можно, казалось бы, уместить в сотню метров. Однако не всё так просто: есть целый ряд трудностей, которые потребуется преодолеть, прежде чем подобные проекты станут реальностью.

Во-первых, такая методика опробована только на участках длиной в сантиметры (впрочем, сейчас появляются предложения, как эту трудность преодолеть). Поэтому для достижения по-настоящему высоких энергий потребуется ускорять частицы, прогоняя их через множество последовательных «ступеней ускорителя». Однако такое комбинирование ускоряющих ячеек пока что не было реализовано. Во-вторых, ускоритель не должен слишком сильно размазывать сгусток ускоренных частиц ни в пространстве, ни по углам расхождения, ни по энергии.

В июле в журнале Physical Review Letters появились сразу две статьи, в которых сообщается о преодолении этих трудностей. Более конкретно, две группы исследователей независимо друг от друга сконструировали двухступенчатый полностью оптический лазерно-плазменный ускоритель электронов. Схема эксперимента показана на рис. 1. Для примера здесь изображена установка китайской группы физиков; схема эксперимента в статье американской группы была очень похожей.

Сердцем установки являются две соосно соединенных цилиндрических камеры миллиметровых размеров. Первая камера заполнена смесью гелия и кислорода; вторая — чистым гелием. Мощный сверхкороткий фокусированный лазерный импульс проходит последовательно через обе камеры, ионизируя газ и создавая плазменный пузырек сначала в первой, а затем во второй камере. Рабочим газом для создания плазмы и ускорения электронов является гелий, а кислород в первой камере нужен как источник электронов. Установка не зря называется «полностью оптическим ускорителем»: никаких внешних электронов в нее не поступает. Электроны порождаются в первой камере за счет ионизации атомов кислорода под действием лазерной вспышки, там же они предварительно разгоняются, затем впрыскиваются во вторую камеру, разгоняются там еще больше (за счет той же самой лазерной вспышки) и потом выходят наружу.

Таким образом, на длине меньше сантиметра физики умудрились создать целый ускорительный комплекс: инжектор с предварительным ускорителем, линия передачи, а затем основной ускоритель. Подчеркнем, что эти две секции ускорителя работают не независимо, а в едином тандеме: один-единственный сверхкороткий лазерный импульс, идущий сквозь обе камеры, выполняет за один проход всю работу: порождает нужные пузырьки плазмы, генерирует компактный электронный сгусток, а затем разгоняет его в двух камерах.

Опыты показали, что энергия электронного сгустка на выходе зависит как от длины ускоряющей секции, так и от мощности вспышки. Зависимость от мощности лазера оказалась не совсем простой: наибольшая энергия электронов на выходе (0,8 ГэВ) достигалась вовсе не при максимальной мощности вспышки. Это связано с тем, что сгустку электронов надо не просто попасть в плазменный пузырек, но и расположиться как можно ближе к его задней стенке — там электрическое поле сильнее всего.

Рис. 2. Энергетическое (по горизонтали) и угловое (по вертикали) распределение электронов после инжектора (вверху) и на выходе двухступенчатого ускорителя (внизу). Изображение из статьи B. B. Pollock et al.

Еще одним успехом этой двухступенчатой схемы ускорения стали замечательные характеристики сгустка электронов на выходе. На рис. 2 показано распределение электронов по энергии и по угловому расхождению сгустка; изображение вверху отвечает только одной стадии (инжектор без ускорителя), изображение внизу — полному тандему. В обоих случаях по горизонтали показана энергия электронов, по вертикали — угловое расхождение в миллирадианах (угол в один градус — это примерно 17 мрад). Картинки вверху и внизу отличаются разительно. После стадии инжектора электроны разгоняются примерно до 100 МэВ, но их энергия размазана в широком интервале. Однако после прохождение второй ступени ускорителя пучок не только приобретает энергию почти 0,5 ГэВ, но и становится намного компактнее, как по энергии, так и по углам.

Авторы обеих работ отмечают, что нынешнюю схему можно еще оптимизировать, достигнув при этом энергий 10 ГэВ. Таким образом, получение компактных многогэвных электронных сгустков в чисто оптическом и практически настольном эксперименте кажется делом ближайшего будущего. Конечно, такой лазерный ускоритель пока не может тягаться с нынешними большими коллайдерами по светимости (т. е. интенсивности пучков). Однако такому пучку, получаемому на очень компактной и относительно дешевой установке, найдется и множество других применений, как научных, так и прикладных. Напомним, что сейчас в мире существует примерно 20 тысяч ускорителей, из которых только около сотни заняты изучением физики микромира, а остальные используются в биомедицинских целях, в материаловедении, в системах безопасности и т. д. Поэтому любой новый тип компактного ускорителя частиц будет тут же взят на вооружение (см. например новость Первое применение лазерных ускорителей будет медицинским).

Источники: 1) J. S. Liu et al, All-Optical Cascaded Laser Wakefield Accelerator Using Ionization-Induced Injection // Phys. Rev. Lett. 107, 035001 (2011).

2) B. B. Pollock et al, Demonstration of a Narrow Energy Spread, ~0.5GeV Electron Beam from a Two-Stage Laser Wakefield Accelerator // Phys. Rev. Lett. 107, 045001 (2011).

Игорь Иванов

Физик Моти Фридман (Moti Fridman) и его коллеги из Корнелльского университета (Cornell University), США, смогли создать «дыру во времени», манипулируя со скоростью света.Публичная демонстрация этого опыта производилась онлайн 11 июля на сайте arXiv.org.

«Темпоральная дыра» создавалась в оптико-волоконном кабеле с помощью двух «временных линз», специальных кремниевых устройств, созданных ранее для ускорения перемещения информации (в виде пучка фотонов) по оптоволокну. Часть света, проходящего через линзу, ускоряется, а часть, наоборот, начинает двигаться медленнее. В результате в кабеле возникает тёмный отрезок. Другая линза, дальше по ходу кабеля, собирает свет обратно. Всё, что происходит в образовавшемся тёмном отрезке, никак не фиксируется. То есть оно как бы пропадает во временной дыре.

Эта интересная аномалия просуществовала всего около 15 триллионных секунды. Теоретически, увеличение расстояния между линзами может увеличить это время до целой микросекунды. Но не более: дальнейшему увеличению размеров «дыры во времени» мешает несовершенство оборудования.

Опыт Фридмана с коллегами стал практическим подтверждением теоретических выкладок команды Пола Кинлера (Paul Kinsler) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London), опубликованных в февральском номере Journal of Optics («Оптического журнала»). Кинлер говорит, что 15 триллионных секунды - это уже гораздо больше, чем он рассчитывал достичь при современном уровне технологии. Для создания больших «временных дыр» требуются особые метаматериалы, свойства которых будут меняться не только в пространстве (как у современных материалов), но и во времени.

Манипуляции с оптическими свойствами предметов и материалов могут осуществить многие мечты человечества - например, о «плаще-невидимке». Кстати, не далее как в феврале стало известно, что британским учёным удалось создать такой плащ на основе кальцита, одного из самых распространенных кристаллических материалов.

Другим недавним достижением в этой области было создание метаматериала, который позволял скрывать объекты в видимом спектре света. Все известные ранее мета-материалы работали только для излучения в невидимом невооруженным глазом диапазоне. Трудность заключалась в том, что длина волн невидимого спектра больше длины видимых волн. Структуры нового метаматериала так малы, что позволяют манипулировать даже такими короткими волнами.

Физики и биологи построили крошечный лазер, взяв за основу живую человеческую клетку. Авторы инновации полагают, что она пригодится не столько в технике, сколько в медицине и биологии.

Так биологический лазер выглядит под микроскопом. Его пучок имеет пятнистое сечение (фото Malte C. Gather, Seok Hyun Yun/Nature Photonics).

Исследователи из медицинской школы Гарварда (HMS) методами генной инженерии создали человеческие эмбриональные клетки почки, производящие медузий зелёный флуоресцентный белок (он присутствовал по всей клетке). Затем учёные поместили одну такую клетку между двух зеркал, получив оптический резонатор поперечником в 20 микрометров.

Схема живого лазера (иллюстрация Malte C. Gather, Seok Hyun Yun/Nature Photonics).

Когда клетку через микроскоп освещали наносекундными импульсами голубого света (в качестве накачки), она испускала направленный когерентный лазерный луч зелёного цвета. Пучок был довольно слабый, но всё же видимый невооружённым глазом. При этом клетка не была повреждена и оставалась живой даже после длительной работы в роли лазера.

Яркость свечения живого лазера была на порядок выше естественной флуоресценции медузы, сообщают исследователи. Так впервые в мире было получено лазерное излучение от биологического материала как активной среды. (Подробности — в статье в Nature Photonics).

Авторы эксперимента считают, что в будущем учёные могли бы создавать живые лазеры для изучения клеток, рассказывает Nature. Ведь параметры выходящего пучка света зависят от структуры клетки и набора белков внутри неё.

Кроме того, в дальнейшем оптический резонатор можно будет попробовать интегрировать в саму клетку. Тогда биологические лазеры могли бы работать уже не в пробирке, а в составе живого организма (кстати, имплантируемые светодиоды для накачки таких клеточных лазеров уже существуют). Светящиеся «лазерные клетки», сидящие в глубине ткани, могли бы использоваться для диагностики и терапии.

Международная команда ученых нашла ключ к дешевой водородной энергетике – прорыв может совершить простое минеральное соединение, которое выглядит как обычное черное пятнышко на булыжниках.

Создание дешевого и эффективного способа расщепления воды с помощью солнечных лучей совершит грандиозную революцию в сфере энергетики. Вода и Солнце станут основным экологически чистым возобновляемым источником топлива, который можно использовать повсеместно. О таких вещах, как энергетический кризис, можно будет забыть.

Для достижения этой важной цели ученые исследуют сложнейшие комплексные катализаторы, которые имитируют аналогичные соединения, помогающие растениям расщеплять воду в процессе фотосинтеза. Новое исследование демонстрирует, что решение «водородного вопроса» может быть гораздо проще, чем кажется.

Команда ученых обнаружила процесс расщепления воды на водород и кислород, который может быть реализован в дешевом устройстве на основе марганцевого катализатора.

Как и другие элементы в середине периодической таблицы, марганец может существовать в форме оксидов, характеристики которых зависят от числа присоединенных атомов кислорода. С помощью современных спектроскопических методов исследователи тщательно изучали работу различных вариантов марганцевых катализаторов и обнаружили, что вода лучше всего разлагается на водород и кислород при превращении сложных марганцевых соединений в простой материал, называемый бернессит (соединение оксида марганца, кальция, калия и натрия). Для геологов это привычный материал, который присутствует во множестве пород, например на дне озер, океанов, в корке на растрескавшихся пустынных землях и т.д.

Реакция расщепления воды проходит в два этапа. Сначала две молекулы воды окисляются с образованием одной молекулы кислорода, четырех положительно заряженных ядер водорода (протонов) и четырех электронов. Затем протоны и электроны объединяются в две молекулы водорода (H2). Однако для коммерчески эффективного процесса производства водорода и кислорода требуется применение сложных катализаторов, которые снижают требуемый ток и увеличивают выход полезных газов. Основа работы марганцевого катализатора заключается в переходе между двумя его состояниями. Сначала при подаче электрического напряжения марганец-II превращается в марганец-IV со структурой бернессита. В солнечном свете бернессит опять превращается в марганец-II и весь процесс повторяется. Таким образом в процессе расщепления воды присутствует дешевый распространенный материал, а значит есть потенциальная возможность создать надежный долговечный катализатор, который может вырабатывать водород без дополнительного дорогостоящего обслуживания.

Соавтор исследования доктор Розали Хокинг (Rosalie Hocking) отметила:

«Новый успех в изучении механизма работы марганцевого катализатора может дать важную информацию об эволюции растений, которые используют марганцевые центры для расщепления воды. Ученые прилагают огромные усилия для создания очень сложных молекул марганца, копирующих аналогичные вещества в растениях, но оказывается, что он в конечном итоге превращается в очень распространенный материал».

Результаты работы исследователей из Университета Монаша (Австралия) и Калифорнийского университета в Дэвисе (США) опубликованы в издании Nature Chemistry.

Студенты из России завоевали пять из двенадцати медалей командного чемпионата мира по программированию в американском городе Орландо.

Как сообщается на сайте чемпионата мира, золотая награда досталась молодым программистам из СПбГУ. Две серебряные медали завоевали студенты Государственного университета Нижнего Новгорода и Саратовского государственного университета. Также представители российских вузов смогли выиграть две «бронзы». Эти медали уедут в МГУ и Уральский государственный университет.

Помимо питерских студентов золотые медали выиграли две китайские команды — из Университета Циньхуа и Чжэдзянского Университета. Также золотом наградили американскую команду из Университета Мичигана. Всем членам команд, завоевавшим золото, будет предложена работа в IBM – компании, которая является спонсором чемпионата.

Чемпионат мира по программированию проводился в 35 раз. В нем приняли участие более 300 студентов. Об этом сообщает STRF.ru со ссылкой на «Росбалт».

Пара разговаривающих роботов, изначально не обладавшая никаким языком для общения между собой, сама выработала его в ходе взаимодействия. Дроиды постепенно договорились и определили что, к примеру, слово «jaya» означает «в центре комнаты».

Забавный эксперимент провели Рут Шульц (Ruth Schulz) и её коллеги из университета Квинсленда. Они исследовали процесс формирования языка с нуля на примере двух машин. Проект получил имя «Лингодроиды» (Lingodroids).

Мир «Лингодроидов» (слева) и придуманные ими слова, означающие направления (верхняя правая схема) и удалённость выбранной точки от центра. К примеру, «vupe hiza» означает «не очень далеко на восток». Внизу — карты путешествий и лексиконы двух дроидов. Видно, что границы применимости топонимов у них близки, а значит, машины научились понимать друг друга и согласовали свои выдуманные словари (иллюстрации Ruth Schulz, University of Queensland).

По информации Discovery, машины обследовали небольшую территорию, используя камеры, лазерные дальномеры и сонары. В ходе разведки роботы придумывали слова для обозначения тех или иных участков местности.

Сперва этих слов не существовало вовсе. Каждый робот составлял их наугад, комбинируя слоги в случайном порядке.

Когда два аппарата встречались в одном месте, первый из них, уже открывший этот участок, произносил его название вслух, а второй — понимал, что ему хотят сказать. Далее аналогичным образом словарный запас постоянно общающихся машин рос и пополнялся терминами, означающими направления и даже расстояния.

Укреплялся этот язык при помощи игр. Скажем, один робот произносил «kuzo», а затем оба спешили туда, где, как они думали, и есть «kuzo». Если две машины встречались в одной точке или неподалёку друг от друга, этот успех укреплял связь между словом и местоположением.

После нескольких сотен игр роботы согласовали направления с точностью до 10 градусов и расстояния в пределах 0,38 метра.

Используя изобретённый ими язык и личный опыт, роботы построили каждый свою карту местности, в том числе участков, которые они не могли достичь. И карты эти оказались очень похожи друг на друга. При этом если какая-то часть их крошечного мира оказывалась за дверью, она тоже получала название и впоследствии, когда дверь открывали, один робот мог попросить второго отправиться туда и напарник верно интерпретировал, что от него хотят.

В будущем учёные намерены подтолкнуть «Лингодроидов» к усложнению языка с тем, чтобы они научились объяснять один другому — как добраться до указанной точки или смогли характеризовать доступность места.

По словам австралийцев, этот эксперимент послужит платформой для исследования когнитивных процессов, связанных с представлением знаний, планированием, развитием языка, привязкой символов к предметам и воображением. А такие исследования помогут совершенствовать средства общения роботов между собой и с людьми.

Результаты опыта (PDF-документ) его авторы представили в середине мая в Шанхае на конференции по робототехнике.

В эти дни, когда в российских школах звенит последний звонок для 727 тысяч новых выпускников, самое время задуматься - что ждет это поколение? В чем-то этим ребятам повезло: их будет на 9,4% меньше, чем выпускников прошлого года, а значит, конкуренция за бюджетные места в вузах не будет такой острой, как в прошлом году. Семьи, решившиеся рожать в трудные девяностые, не прогадали. Правда, и самих студентов скоро будет меньше: по прогнозам специалистов Минобрнауки, уже в 2013 году студентов в России будет 4,2 млн - на 40% меньше, чем в 2009 году (тогда их было 7,4 млн человек). Интересное совпадение: за период с 2001 по 2010 год количество школьников в стране тоже сократилось на 40%. В итоге может так получиться, что демографическое "благословение" этого поколения перерастет в угрозу: именно в период, когда эти ребята будут учиться, пройдет сокращение не соответствующих образовательным стандартам вузов.

Все эти цифры я взял из опубликованной на сайте Рособрнадзора Концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2011-2015 годы. Любопытный, скажу я вам, документ, причем официальный: концепция утверждена председателем правительства Владимиром Путиным еще в феврале этого года. Так что на основе этого документа уже вовсю разрабатывается программа, которая поможет нашей школе - высшей и невысшей - сеять разумное, доброе, вечное на протяжении всей ближайшей пятилетки.

Концепция сразу ставит нас перед рядом неприятных фактов, которые должны бы встревожить и нынешних выпускников, и особенно тех, кто их будет учить. В ближайшие годы прогнозируется снижение численности профессорско-преподавательского состава на 20-30%. Авторы сразу же предупреждают: "в связи со значительным количеством высвободившихся работников высшего образования" в стране ожидается рост безработицы, а вместе с ним - и рост социальной напряженности. То есть имеются опасения, что прежде довольно мирных вузовских преподавателей доведут до такого состояния, что они выйдут с плакатами на улицы. Обозначены и "направления ударов" предстоящих сокращений: "за счет совершенствования аккредитации" высших учебных заведений "будет существенно обновлена сеть вузов, не вошедших в число федеральных и национальных исследовательских университетов". На популистский язык эта формула переводится довольно просто: те, кто не МГУ, не ГУ ВШЭ и не физтех, - будьте готовы ко всему! Мало не покажется. Особо жестоко обещают расправляться с филиалами.

Все это позволяет дать сегодняшним выпускникам первый важный совет: не идите в учебные заведения, представляющие собой полуподвалы с рекламным плакатом вместо вывески и прилагательными типа "социально-экономический" и "культурно-юридический" в названии. Уж лучше, ей Богу, нормальный колледж с рабочей специальностью. Алгоритм закрытия вышеописанных полуподвалов был выработан и начал действовать еще в предкризисном 2007-2008 учебном году. Тогда газеты запестрели материалами о закрывшихся медвузах без лабораторий и "гуманитарных университетах" без библиотек. В условиях кризиса административный каток, лишавший аккредитации не соответствовавшие стандартам вузы, слегка попридержали. Очевидно, боялись той самой социальной напряженности: зачем приумножать и без того большое число ничем не занятых молодых людей. Пусть хоть в вузе числятся - спокойней будут. Теперь, когда количество молодежи снизится до социально неопасных величин, самое время продолжить "оптимизацию".

Новая пилюля может оказаться намного горче той, что планировалась к приему в 2007-2008 гг. Тогда сокращение некачественных вузов должно было стать частью общей реформы образования. Еще вовсю работал недавно запущенный национальный проект "Образование", призванный через перемены в средней школе вытянуть всю систему на новый уровень. Напомню: с особым удовольствием в 2007-2008 лишали аккредитации вузы, арендовавшие помещения в школах. Логика понятна: лучше хорошая школа, чем плохой вуз. Но вот прошло время, реформаторский энтузиазм немного выдохся - и что мы имеем? Концепция Федеральной целевой программы развития образования на 2011-2015 годы констатирует, что финансирование проекта "Образование" сократилось с 49 млрд рублей в 2007 году до 16,9 млрд в 2010 году. Задумке проекта этот факт не противоречит: идея была в том, чтобы мощным финансовым впрыскиванием вывести образование на новый уровень, а потом снизить финансирование до стандартных уровней. Но вот беда: большинство учителей не почувствовали "скачка", зарплаты учителей по-прежнему сильно ниже средних по стране. Секретарь ЦК профсоюза работников народного образования и науки Владимир Лифшиц отмечает, что если в 2007-2008 годах у нас наблюдался приличный рост заработной платы педагогов, то в настоящее время одни регионы стоят на месте, а другие идут назад.

Результаты не заставляют себя ждать - читаем все в той же Концепции: "Только 30 процентов выпускников педагогических вузов идут в школы, причем после трех лет педагогической деятельности только одна шестая часть молодых педагогов остается работать в школе".

И эти факты заставляют дать сегодняшним выпускникам второй, очень грустный совет: если вы все-таки захотите еще раз переступить порог покидаемой вами школы в качестве учителей, подумайте и взвесьте все хорошенько. Идите в педагогику в том случае, если вы твердо уверены: эта стезя - ваша, и ради этого выбора вы многое готовы перенести. Терпеливым государство обещает большие и интересные нововведения: к концу следующей пятилетки родители, имеющие доступ в Интернет, получат стопроцентную гарантию контроля над успеваемостью своих чад; в современных условиях будут обучаться не менее 90% учеников (сейчас - 40% в среднем по России). Все эти инновации, наверное, очень нужны стране и о них приятно говорить в телекамеру, но вот нюанс: перед учителями концепция никаких особых обязательств не берет. Возникает подозрение, что всю выделяемую школе супертехнику может постичь судьба неплохих отечественных комбайнов в поздние годы советской власти. Нищие и неквалифицированные селяне бросали эту чудо-технику ржаветь на полях. Почему нищий и недоучившийся учитель не должен сделать то же самое с дорогостоящим школьным оборудованием?

Особенно велика опасность такого исхода как раз в сельских школах, где сегодня обучаются 4 млн человек - 29% общего количества школьников. Есть подозрение, что заявленный высокий процент оснащенных школ в общей массе будет достигнут за счет сокращения сельских учебных заведений. Если не можешь увеличить числитель, сократи знаменатель - эту нехитрую арифметику наши чиновники изучили отлично.

Впрочем, что же это я все о грустном? Хочется пожелать ребятам успеха! Ведь первый государственный экзамен по литературе будет уже через двое суток после выпускного. Читайте, ребята, Некрасова про "разумное, доброе, вечное". Читайте Маяковского про "все работы хороши - выбирай на вкус". И верьте лучше писателям, чем телевизору, который все толкует нам о счастливых мошенниках-финансистах, удачливых крючкотворах-юристах, душевных бандитах и благородных проститутках. А будет время - послушайте, что говорят по этому самому телевизору наши руководители про финансовое и юридическое образование, вернее, про его переизбыток. Получается, что отечественная массовая культура плодит те самые ролевые модели, которые наша власть и жаждущий кадров бизнес силятся сломать. И "культура" явно побеждает.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Как сообщает OhGizmo!, стоит дверная ручка в «формате hands free» недёшево – $49,95 (фото Forge, LLC).

Группа студентов из университета Миннесоты основала компанию Forge, которая должна «находить новые простые решения повседневных задач». И первый продукт ребят вызвал большой интерес – ещё бы, ведь с его помощью можно двери ногами открывать!

Toepener – это скорее дверная ножка, чем ручка. Устройство простое до неприличия: никаких движущихся частей, никакого дизайна вообще, есть лишь серый Г-образный элемент на платформе, которая к низу двери крепится четырьмя саморезами.

Однако нужно ли что-то ещё, если поддев этот крючок носком ботинка снизу или надавив сверху, ты выходишь из туалета, не касаясь захватанных дверных ручек?

Идея пришла к студентам во время мозгового штурма, и ребята при поддержке преподавателя взяли кредит в $15 тысяч для запуска «топенера» в производство. Продажи начались в январе, сотня изделий распродана, производится отгрузка ещё пятисот, и новоявленные бизнесмены намерены погасить кредит к концу семестра.

В Вене в штаб-квартире МАГАТЭ началась Международная конференция по Конвенции по ядерной безопасности. Главная тема - авария на японской АЭС. Одну из рабочих групп возглавляет первый заместитель гендиректора концерна "Росэнергоатом", заместитель директора РНЦ "Курчатовский институт" профессор Владимир Асмолов. Он рассказал обозревателю "Известий" Сергею Лескову о последних новостях из Японии.

известия: Каждый день сообщают о новых утечках и выбросах радиации. При этом продолжается бетонирование поврежденных блоков АЭС. Бетон не спасает?

Владимир Асмолов: Это пустая трата сил. Опыт Чернобыля прямо говорит об этом. Там было немало горячих голов, которые пытались залить реактор бетоном. Построили саркофаг, но в нем множество дыр для утечек, и иного быть никак не может. А вот доступ в аварийную зону бетонирование закрывает и мешает дальнейшему контролю и эффективным работам по ликвидации последствий. Ситуация может повернуться так, что бетон потребуется снять. Но разбетонирование неизмеримо сложнее, чем бетонирование.

известия: Какой путь самый эффективный на "Фукусиме"?

Асмолов: Наладить циркуляцию воды для охлаждения реакторов. Это не только мое мнение, но и всех авторитетных специалистов. Должен быть обеспечен замкнутый водяной цикл. Существуют и уже внедрены технологии по очистке радиационной воды с хорошими адсорбентами. На конечной стадии радиоактивную воду надо хоронить - эти технологии тоже отработаны. Реакторы на АЭС "Фукусима" постепенно остывают, и воды требуется все меньше. При сохранившемся уровне тепловыделения 5-6 мегаватт для охлаждения требуется около 50 тонн воды в час. Эти объемы были бы вполне по силам даже не такой развитой стране, как Япония.

известия: Поступают тревожные сообщения о чудовищном радиационном загрязнении моря.

Асмолов: Конечно, не стоило допускать утечки радиоактивной воды из контуров атомной станции во внешнюю среду. Но если уж это произошло, надо оценить уровень опасности для экосистем. Сами по себе цифры ничего не говорят. И самое худшее, что можно придумать, - это пугать несведущую публику дозами и уровнями, создавать почву для радиофобии. Расчеты сделаны. Человеку в зоне поражения, вызванного утечками с "Фукусимы", для того, чтобы получить опасную дозу, надо съесть одну тонну спаржи или одну тонну водорослей. Опасности для глобальных экосистем также не существует. Еще раз повторю: не надо запугивать людей. Авария на атомной станции - штука опасная, но правда состоит не в запугивании, а в объективной информации.

Объективные данные говорят о том, что последствия от крупных разливов нефти, которые часто случаются после аварий на танкерах, неизмеримо больше, чем от аварии на АЭС "Фукусима". Но ядерная авария для нас гораздо страшнее. Объяснение надо искать в области психологии.

известия: Насколько эффективны меры, которые используют сейчас японские атомщики?

Асмолов: Японские специалисты оправились от шока первых дней. После приезда российских и американских экспертов они все-таки уняли национальную гордость и воспользовались чужим опытом. Сейчас острота ситуации неуклонно снижается. Красных флажков, которые предупреждают о максимальной опасности, в зоне атомной станции с каждым днем все меньше.

известия: И все-таки в обыденном соз-нании саркофаг над атомной станцией кажется лучшим спасением.

Асмолов: Саркофаг - это воронка, которая создает новые проблемы без гарантии их решения и засасывает неимоверные средства. Человек всегда должен иметь доступ в зону поражения, а не зарываться в саркофаг, как глупый страус.

так упрощённо работает система WYSIPS

What You See Is Photovoltaic Surface — «То, что вы видите, это фотоэлектрическая поверхность». Так расшифровывается аббревиатура оригинальной инновации и компании, её представившей. Несложная технология способна преобразовать в фотоэлектрическую батарею любую поверхность без изменения её внешнего вида.

На международной выставке беспроводных технологий CTIA Wireless 2011, прошедшей в Орландо с 22 по 24 марта, французская компания WYSIPS завоевала первый приз в категории Green Telecom & Smart Energy Solutions.

Успех французам принесло изобретение солнечной панели, которая практически незаметно может быть встроена в экран мобильного устройства. В частности, на выставке в США WYSIPS показала прототип мобильника с таким экраном, созданный на основе обычного сотового телефона.

Секрет WYSIPS заключается в незаметных на глаз лентикулярных полукруглых линзах, которые разделяют падающий на экран и исходящий от экрана свет на два потока, разведённые на некоторый угол.

Если поверх экрана расположить очень тонкие полоски фотоэлектрических батарей, они не помешают зрителю наблюдать изображение. Вместе с тем падающий сверху свет будет отклоняться именно на эти полосы.

Изобретатели устройства вдохновлялись старыми «переливными» календариками и нынешними автостереоскопическими экранами, в которых крохотные линзы позволяют видеть различные пиксели в зависимости от угла зрения. В WYSIPS вместо «правого» и «левого» изображения авторы поместили собственно всё изображение и фотоэлектрические панели. всего 10%. Wired уточняет: «Телефонный экран с WYSIPS выдаёт на ярком свету мощность в четверть ватта».

Этого недостаточно, чтобы полностью отказаться от сетевой зарядки телефона или КПК. Разве что в спящем режиме такой телефон сможет полностью зарядиться только от своей фотопанели, часов за шесть.

Но солнечная батарея может существенно продлить время активной работы такого устройства. И, очевидно, чем крупнее WYSIPS-экран, тем больше он будет вырабатывать энергии. Потому инновация выглядит многообещающей для лэптопов и планшетников. Тут важно, что WYSIPS не влияет на работу сенсорных экранов.

Ещё заманчивее — встроить полоски WYSIPS в экраны электронных книг. Такие «читалки» потребляют столь мало энергии, что с солнечными батареями — невидимками могут вовсе забыть о подключении к розетке.

Заметим, солнечные панели в корпуса телефонов встраивают довольно давно, но этот приём не получил широкого распространения. Возможно, дело в том, что при пользовании телефоном такая панель (её можно поместить только на задней крышке) оказывается обращена к земле и частично перекрыта рукой. То же верно и в отношении КПК, ноутов и планшетников — их задние стенки обычно свободны, но света на них попадает мало.

Получается, что классическая солнечная батарейка не может в таком устройстве давать заметный выигрыш в зарядке аккумулятора. Другое дело экран. Как правило, он обращён вверх, к солнцу или лампам в здании.

Французы полагают, что благодаря технологии WYSIPS солнечные панели можно будет незаметно встраивать не только в дисплеи, но и в декоративные панели, ткани, кузова автомобилей, разнообразные пластмассовые изделия и так далее.

Вверху слева – (микросферы – жёлтые, образец – тёмно-серый). Учёные испытали работу системы как с проходящим (на данном рисунке), так и с отражённым светом. Справа вверху – схема работы бусинки, как линзы для эванесцентных волн.

Микросферный наноскоп (microsphere nanoscope), придуманный британско-сингапурской командой, обеспечивает разрешение в 50 нанометров в обычном белом свете, что нарушает теоретический предел для оптической микроскопии в видимом диапазоне волн.

Необычную технологию разработали учёные из университета Манчестера (University of Manchester), сингапурского института хранения данных (Data Storage Institute) и национального университета Сингапура (NUS).

Исследователи разместили на поверхности образцов прозрачные бусинки из диоксида кремния диаметром от 2 до 9 микрометров. Сферы стараниями экспериментаторов заработали как суперлинзы, собирающие так называемые эванесцентные (затухающие) волны (evanescent waves), существующие только вблизи самой границы рассматриваемого предмета. Эти волны ближнего поля не ограничены дифракционным пределом и способны формировать изображение с необычайно высоким разрешением.

Микросферы улавливали эти волны, обычно исчезающие в считанных нанометрах от образца, и переправляли в объектив вполне стандартного микроскопа.

«Команда получила хорошие изображения очень мелких деталей на поверхности разных твёрдых образцов и даже канавок на диске Blu-Ray», — сообщает BBC. Последнее ранее было невозможно в рамках оптической микроскопии, работающей с видимым светом.

Слева показаны примеры изображений, созданных микросферным наноскопом. Слева: четыре полоски шириной 360 нм, разделённых промежутками по 130 нм. Справа – канавки диска Blu-Ray. Чётко видны 200-нанометровые полоски, разделённые промежутками по 100 нм. Нижний ряд – фрагменты наноструктур. Во всех случаях в каждой паре кадров левый показывает деталь под электронным микроскопом (для сравнения), правый – в оптическом диапазоне, так, как её видит наноскоп с микросферами (иллюстрации Zengbo Wang, Zaichun Chen, Minghui Hong et al./Nature Communications).

Дальнейшее развитие нового метода, уверены его разработчики, позволит разглядывать внутренности живых клеток (куда не проникают электронные микроскопы) без их уничтожения и без долгой и утомительной подготовки образцов (как в случае с флуоресцентной микроскопией).

Также взору микросферного наноскопа должны быть доступны вирусы и крупные биологические молекулы. Причём команда исследователей считает, что далее сможет ещё повысить разрешение такой съёмки, и 50 нм – далеко не предел.

Исполняется 90 лет Леониду Исидоровичу Мильграму, который больше 40 лет был директором знаменитой московской школы N 45. Имя, известное каждому российскому педагогу, потому что Мильграм - символ современного учителя. О Мильграме снимали фильмы, писали книги, анализировали опыт, даже сайт появился - "Дети Мильграма". Народный учитель СССР, почетный гражданин Москвы, Леонид Мильграм в беседе с обозревателем "Известий" Сергеем Лесковым вспоминает уроки своей жизни и размышляет о вечных и всегда острых проблемах образования.

известия: Леонид Исидорович, вы всю жизнь работаете с детьми. Мне кажется, это возможно только в том случае, если в детстве с тобой произошло что-то особенное, почти чудесное. Какое первое воспоминание сохранилось в вашей памяти?

леонид мильграм: Никогда не думал, что стану учителем. Но у меня для того времени была антибиография, и в 1951 году после окончания МГУ мне пришлось пойти в учителя. Далеко от Москвы, на Севере, меня пленил интерес в детских глазах. И я понял, что учитель - мое призвание. Что касается детства, то я колесил по странам. Мой отец был профессиональным разведчиком. Когда мне было 4 года, отца арестовали в Греции. Консул брал меня в тюрьму и использовал как почтовый ящик для передачи записок. Потом я узнал, что отец стал первым советским разведчиком, которого обменяли на западного агента, арестованного в СССР. Но больше я конспиративной деятельностью не занимался. В жизни отца было много ярких событий, как в детективе. Когда он был консулом в Шанхае, ему пришлось с оружием освобождать советских граждан, захваченных во время налета на наше представительство. Но чаще всего отца забрасывали в Германию, он еще до Первой мировой вступил в социал-демократическую партию, сидел в тюрьме.

Однажды на приеме в Кремле я подошел к нашему самому известному разведчику и спросил: "Вы знаете, что мой отец, как и вы, тоже работал в Дрездене? Только вы на легальном положении, а он был нелегалом". "Что дальше с отцом было?" - спросил Путин. "А вы не знаете?" - переспросил я. 70 процентов советских разведчиков были репрессированы, отца арестовали в 1937-м. Позже от его сокамерников я узнал, что отец твердо держался, был для всех опорой. Мне показали его дело - отец ничего не признал и ничего не подписал.

и: Ребенком вы с родителями бывали в гостях у Троцкого. Многие гордятся тем, что сидели на коленях у Ленина. А вы сидели на коленях у Троцкого?

леонид мильграм: Не припомню. Троцкий не играл с детьми, сразу удалялся разговаривать с отцом, и нами занималась его жена Наталья Седова. Может, у нее на коленях сидел? Троцкий и отец познакомились, когда Троцкий негласно выезжал в Германию на лечение, а отец по заданию Дзержинского сопровождал его. Что я сегодня думаю о Троцком? Он создал советскую идеологию. Помимо руководства Октябрьским переворотом, Троцкий разработал принципы большевизма - террор, индустриализация за счет обнищания крестьянства, трудовые армии. Если бы Сталин не отодвинул Троцкого от власти, было бы еще хуже. Сталина я тоже в детстве видел, когда меня привели в его ложу в Большом театре. Меня удручает сегодняшняя тяга к Сталину, которая проявляется во всех поколениях, будто у нас нет умения хранить исторический опыт

Однажды на "Эхе Москвы" Евгения Альбац спросила меня: "Вашего отца расстреляли - и вы работали и воевали за эту власть?!" Мой отец, хотя он был далек от идеологии, создавал эту страну, и я, наследник своего отца, чувствую ответственность за свою родину. Кстати, когда началась перестройка, я вновь сел за Маркса. И понял, что я не большевик, а по убеждениям социал-демократ. Везде в мире, где у власти социал-демократы, люди живут хорошо, а где большевики - жизнь ужасная.

и: В советское время московская интеллигенция стремилась отдать свое чадо в школу Мильграма, подключая для этого все знакомства. Но решение вы принимали, не оглядываясь на чины и знакомства. Однажды, несмотря на просьбу министра образования, не взяли в школу внучку Сталина...

леонид мильграм: Дочь Сталина Светлана Аллилуева приехала в школу на машине министра. Мы четыре часа говорили, но ее дочка плохо знала русский язык, ей было бы у нас слишком тяжело. Кстати, Светлана училась, как и я, на историческом факультете МГУ и была самой скромной из "генеральских" дочек. И в моей школе было твердое правило: на отцовской машине в школу приезжать нельзя! Для того чтобы создать нормальный школьный климат, в коллективе должен быть дух социального равенства. Главное зло - это бабушки, которые помнят свое трудное детство и дарят внучкам всякие украшения. Категорически запрещал! И косметикой пользоваться у нас было нельзя. Бывало, сам в уборной смывал с лиц краски. По этой же причине школьную форму придумал. Форма к тому же формирует чувство гордости за свою школу.

и: Сколько ни пытался, не смог выяснить, в чем состоит ваш педагогический метод. Никто алгоритм Мильграма сформулировать не может. Остается обратиться к вам лично.

леонид мильграм: Прежде всего это подбор учителей. Каждый учитель должен быть личностью, у каждого должно быть увлечение, чтобы наполнить школьную жизнь, сделать ее яркой, незабываемой. Моих учителей дети боготворили, и, случалось, я брал на работу талантливых педагогов, которых по идеологическим причинам выгоняли из других школ. Я не боялся брать людей, которые ярче, талантливее меня. Главное - служить делу, нести миссию учителя. Кстати, я в обиде на "Известия", которые увели у меня замечательного учителя литературы Ирину Овчинникову, которая много лет работала обозревателем школьного отдела.

В школе необходимо создать и хранить дух гуманизма, любви к человеку. Этот климат создается в сердце директора, в сердце учителя. Дети должны делиться с учителем самым сокровенным. Не забуду сцен, когда ученица рыдает, уткнувшись в грудь учительнице. Учитель и ученик - это близкие люди. У нас весь первый этаж был в шаржах на учителей, на директора тоже. Было бы здорово, если бы удалось реализовать идеи самоуправления в школе, которые высказывались в 1920-х годах. Мне не удалось, сожалею об этом.

Многое в школе зависит от директора. Я каждое утро стоял в дверях и с каждым здоровался. Директор должен быть неординарной личностью, его идеи должны быть заразительны, чтобы создать коллектив единомышленников. Директор должен быть в центре школьной жизни и должен знать все о каждом ученике. В мой кабинет двери не закрывались. Если кто-то из учеников согрешил, то прямо в моем кабинете писал сочинение "Как я дошел до жизни такой".

и: Это чистой воды исповедь. Проверенный прием. Кстати, как вы относитесь к введению в школьный курс религиозных программ, а также к политическим организациям в школе?

леонид мильграм: Я убежден, что ребенка можно ориентировать на политическую деятельность только тогда, когда он набрался ума. Школа формирует культурно-просветительный базис, на котором строится жизнь человека. Политическую деятельность надо оставить для вузов. То же самое касается вторжения Церкви в школу, чем я очень обеспокоен. Хотя я атеист, некрещеный и необрезанный, у меня в школе еще в давние советские времена митрополит Питирим блестящие уроки вел о роли религии в истории культуры. Каждому ученику и учителю тогда Библию подарили. Кстати, я считаю, что две самые великие книги в истории цивилизации - Библия и "Капитал" Маркса. Но дальше культуры Церковь в школу не должна вторгаться. Когда ученик вырастет из школы, он самостоятельно сделает политический и религиозный выбор.

и: Леонид Исидорович, от ваших учеников приходилось слышать, что вы, директор, практиковали телесные наказания. Правда, все говорят об этом с пониманием. Но ведь это антипедагогично...

леонид мильграм: Заметьте, не я, а вы сами об этом заговорили. Бывало, если ученик согрешил, я его порол. Но никто никогда не жаловался. Главное, чтобы это было с любовью. Тогда порка становится актом близости. В школе знали, что если директор кого-то выдрал, то уже не выгонит. Однажды после экзекуции ко мне пришел отец наказанного парня и подарил мне книгу с авторской подписью "Леонид Исидорович, мы делаем одно дело. Вы - талантливо, а я бездарно. Константин Паустовский".

и: У вас в кабинете до самого выхода на пенсию висел не портрет президента, как положено в государственном учреждении, а портрет Сахарова. Почему к нему такое особое уважение?

леонид мильграм: Я отдал свою жизнь возрождению интеллигенции, это главный мотив моей деятельности. Но Сахаров и Лихачев ушли, а остальные не выдержали искушения властью и деньгами. Если бы настоящие интеллигенты сумели оказаться во власти, на что я надеялся в начале перестройки, наша жизнь сложилась бы иначе. Обязательными качествами интеллигента является умение жить для общества, совестливость, порядочность. Человек должен получать радость от того, что делает добро для других, и значительно меньше он должен радоваться, когда хорошо делают ему. А то, что происходит сегодня, меня удручает. Коррупция гигантская, у всех в глазах знак доллара. Человек измеряется не знаниями, а деньгами. И директору в школе сегодня сложнее - приходится думать не об учениках, а о деньгах.

и: На склоне лет у человека полагается спрашивать: какое время в его жизни было самым счастливым?

леонид мильграм: Служба в армии. Меня забрали в армию в 1939 году, когда я только поступил в МГУ. Наши командиры были настоящие офицеры, военные интеллигенты. В солдате они видели прежде всего человека. Когда стало известно, что мы с товарищами в свободный день ходим в библиотеку, нас стали отпускать в увольнение каждый день. В нашем дивизионе артиллерийским разведчиком я прошел всю войну до Бреслау, и у нас всегда царил великолепный дух. И после войны мы встречались каждый год, пока не распался СССР, и у ветеранов уже не хватало денег на поездки. Когда у некоторых моих учеников появились большие и лишние деньги и они не знали, как с ними поступить, я посоветовал ежегодно раздавать помощь моим фронтовым товарищам.

Я всегда настаивал, чтобы мои ученики служили в армии, которая превращает мальчика в мужчину. Но в последнее время я изменил отношение к службе в армии. Теперь армия портит человека. и: Существует стойкий миф о лучшей в мире советской школе, которая сейчас разрушается. В какой мере этот миф соответствует действительности?

леонид мильграм: Я бывал в десятках стран, наша школа N 45 первой стала обмениваться учениками с Америкой. Мне кажется, в США лучше готовят к реальной жизни, а в СССР сильнее было поставлено академическое образование по точным предметам. Недаром эти специалисты в массовом порядке востребованы на Западе. Но в целом уровень преподавания сильнее всего зависит от личности учителя. Если в школе нет сильных учителей, никакая реформа не поможет.

и: У вас никогда не появлялось соблазна эмигрировать?

леонид мильграм: Из заграничных командировок мне всегда хотелось быстрее вернуться домой. В нашей школе был такой микроклимат, который я ни на что в мире не променял бы. После советского вторжения в Чехословакию в 1968 году я сказал, что это - преступление против нашей идеологии. Никто не донес. Один мой ученик сказал: "Если бы таких школ, как наша, было больше, страна стала бы другой".

и: Последняя горячая новость в образовательной сфере - столкновение вокруг новых государственных стандартов образования в старших классах. Вы на чьей стороне?

леонид мильграм: Идея, которая заложена в новые стандарты, замечательна, и я ее поддерживаю. Есть, конечно, недостатки, но обсуждение пошло на пользу. Считаю, что уже с 7-го класса надо усилить профильные факультативы. ЕГЭ проводить после 9-го класса. В 10-х и 11-х классах ввести профильное обучение с углубленными предметами по выбору и, если надо, добавить еще 12-й класс. В вузах необходимо жестко выгонять олухов после 1-2-х курсов. Параллельно со школой надо значительно укрепить профессионально-техническое образование, которое пришло в запустение, что опасно для государства.

и: В старших классах для многих ребят самой важной темой оказывается любовь. У вас, Леонид Исидорович, невероятная личная история, каких в романах не бывает...

леонид мильграм: Моя жена, Мирелла, - дочь редактора итальянской социалистической газеты "Аванти" и потом коммунистической "Унита" Оттавио Пасторе. Как деятель Коминтерна, он бывал и жил в Москве. Близко дружил с Антонио Грамши и Пальмиро Тольятти, стал одним из основателей компартии Италии. Был знаком с Муссолини, когда тот был социалистом. Сидел в тюрьме. Мы все жили в гостинице "Люкс" ("Центральная") напротив нынешней мэрии. В нашей комнате потом поселился Димитров. Мы с Миреллой учились в школе позади здания ТАСС и переписывались всю войну. В 1946-м поженились. В 1947 году браки с иностранцами были запрещены, а уже заключенные надо было расторгнуть - пришлось бороться. Мой тесть стал сенатором, имел виллу, предлагал дочери приобрести квартиру в Риме. Но она осталась со студентом и учителем. Мы вместе уже 64 года. Учитывая характер Миреллы, надо ввести двойной коэффициент. Таким образом, мы вместе 128 лет. Вы еще спросите меня, что такое любовь? Любовь - это каторга, но очень сладкая. Вообще-то я уверен, что русские женщины - лучшие в мире. Объехав 30 стран, могу сказать, что к русским женщинам по открытости и душевности ближе всего итальянки и испанки. Кстати, жена моего сына - испанка, ее зовут Кармен. Но это уже другая история...

Это изображение дальней стороны Солнца было получено 2 февраля 2011 года после «сшивания» данных с двух спутников. Чёрная полоса в центре – участок с отсутствующими сведениями, который будет заполнен после обработки кадров, отснятых 6 февраля и после него (фото NASA).

Кадры, показывающие полную поверхность дневной звезды в один и тот же момент времени впервые в истории удалось отснять американским специалистам благодаря новому положению спутников STEREO. 6 февраля два аппарата заняли позиции точно над противоположными сторонами светила.

Аппараты-близнецы STEREO, запущенные в космос в 2006 году, обращаются вокруг Солнца почти точно по орбите Земли. Но за минувшие годы они медленно расходились вдоль этой дорожки, что позволило получить множество стереоснимков и открыть немало интересного в анатомии солнечных бурь.

И вот теперь один из аппаратов (спутник A) достиг точки, находящейся на 90 градусов впереди нашей планеты, а второй (B) на 90 градусов позади. Вместе они впервые обеспечили астрономов полным, на все 360 градусов, непрерывным взглядом на Солнце... (Перейдите по ссылке, чтобы прочитать все сообщение).