Специалисты из политехнического университета Лозанны EPFL, университета Техаса в Остине (University of Texas at Austin) и Европейской лаборатории молекулярной биологии (European Molecular Biology Laboratory, Гейдельберг) впервые точно измерили броуновское движение микроскопической частицы.
В уникальном опыте броуновское движение взвешенной в жидкости частицы микронного размера удалось записать с геометрической точностью менее одного нанометра и с временным шагом в несколько микросекунд. Такой точности измерений удалось добиться с помощью так называемого фотонного силового микроскопа.
Оказалось, броуновское движение единственной частицы происходит иначе, чем постулировал Эйнштейн сто лет назад. Потому команда исследователей предложила исправленную версию стандартной модели броуновского движения.
Эйнштейн первый рассчитал параметры броуновского движения, показав, что нерегулярное перемещение частиц, взвешенных в жидкости, вызвано случайными ударами соседних молекул, совершающих тепловое движение.
Исследователи теоретически знали: если частица является намного большей чем окружившие её молекулы, она не будет совершать совершенно случайное движение, которое предсказал Эйнштейн. Получив импульс от столкновения с молекулой, частица, в свою очередь, влияет на поток в жидкости, причём огромную роль тут будет играть и инерция жидкости, и инерция частицы.
Но до сих пор не было никакого экспериментального подтверждения этим представлениям, на уровне единственной частицы, которое наглядно показало бы все эти эффекты.
Именно такой опыт и поставила международная команда. В нём физики увидели, что время, которое требуется частице, чтобы сделать переход от баллистического движения (после удара) до движения диффузионного – намного больше, чем предсказывала классическая теория.
Исследователи составили новую версию уравнения, описывающего броуновское движение, и отметили, что расхождение с прежней теорией наблюдается тем большее, чем к меньшим масштабам времени переходит наблюдатель.
Эти данные очень важны для исследований в ряде областей – в нанотехнологиях, например, или в биохимии, где броуновские эффекты играют огромную роль. Об этом сообщает News.Battery.Ru.

Сразу две группы американских физиков сообщают о серьезном прогрессе в изготовлении суперлинз из материалов с отрицательным коэффициентом преломления. Такие линзы должны привести к прорыву в оптике и радиоэлектронике.
Поведение луча света зависит от среды, в которой он распространяется. Подбирая среды со специальными свойствами, физики уже научились замедлять и останавливать световой импульс, заставлять световой луч самопроизвольно сжиматься или вращаться вокруг другого светового луча. Наконец, не так давно были созданы искусственные среды с отрицательным показателем преломления, в которых свет преломлялся "в неправильную сторону" (см. рисунок). (Поведение света в таких средах впервые рассматривалось еще в 1960-е годы советским физиком В. Г. Веселаго; вводная статья К. Ю. Блиох, Ю. П. Блиох, Что такое левые среды и чем они интересны?, УФН, т. 174, апрель 2004.)
Явление отрицательного преломления открывает замечательные перспективы для развития технологий. В частности, одной из главных целей исследователей является создание суперлинзы, которая бы фокусировала свет в область размером меньше, чем длина волны света, т. е. лучше, чем это в принципе способны сделать обычные линзы. Такие суперлинзы должны привести к прорыву в радио- и оптоэлектронике, оптических устройствах хранения данных, материаловедении.
В последние год-два в этом направлении был достигнут заметный прогресс. Были сконструированы первые разновидности суперлинз для излучения в микроволновом диапазоне. Речь шла, правда, не о сферических, а о "плоско-параллельных" линзах, не обладающих единым фокусом (см. рисунок), или о цилиндрических линзах, способных фокусировать излучение только в одном из двух перпендикулярных направлений. Кроме того, от миллиметровых волн до оптического диапазона предстояла длинная дорога: ведь для создания суперлинзы для видимого света необходимо существенно (в тысячи раз) уменьшить размер всех параметров линзирующей структуры.
Стоит отметить, что уже полгода назад была опубликована работа N. Fang et al., Science, 308, 534 (22 April 2005) (см. популярную заметку Суперлинза: дифракционный предел преодолен), в которой говорилось о создании суперлинзы в оптическом диапазоне. Однако описанная там структура, хотя и позволяла преодолеть дифракционный предел, представляла собой не линзу, а скорее "сканер", поскольку работала лишь в "ближней зоне" и при непосредственном контакте с объектом (наноструктурой) и детектором. Никакого дистанционного фокусирования света там не подразумевалось.
И вот на днях были опубликованы две работы, сообщающие о новых прорывах в этой области исследований.
В статье физиков из Делавэрского университета (Ньюарк, США) Zh. Lu et al., Physical Review Letters, 95, 153901 (4 October 2005) впервые сообщается о создании и успешном испытании настоящей сферической суперлинзы (правда, по-прежнему для микроволнового излучения). Сложная пористая структура, напоминающая конструктор "Лего", была собрана из отдельных кубических блоков сложной формы. Излучение, распространяясь через такую структуру и многократно отражаясь от отдельных кубиков, как бы "запутывается" в ней, и в результате в ней появляются "разрешенные" и "запрещенные" зоны для излучения, точно так же, как у электронов в кристалле (такая конструкция называется фотонный кристалл).
Для микроволнового излучения определенной частоты фотонный кристалл, используемый в этом эксперименте, выглядел точь-в-точь как среда с отрицательным показателем преломления. Поместив такую пластинку перед источником излучения и просканировав поле позади нее, исследователи убедились, что она действительно фокусирует расходящееся излучение.
Этот впечатляющий эксперимент, демонстрирующий сверхвысокое разрешение линзы, заключался в следующем. Два точечных источника, расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга, испускали микроволновое излучение с длиной волны 18 мм. В случае "обычной" линзы изображения от столь близких источников попросту слились бы в одно пятно. Новая же линза выдала изображение двух отдельных четко различимых пятнышек размером около 5 мм. Авторы работы выражают уверенность в том, что усовершенствование их методики в скором времени еще сильнее улучшит свойства суперлинз.
В другой недавней статье, S. Zhang et al., Physical Review Letters, 95137404 (23 September 2005), американские физики сообщают о создании нового метаматериала, обладающего отрицательным коэффициентом преломления в ближнем инфракрасном диапазоне. Отличие этой работы от предыдущих состоит в том, что типичный размер неоднородностей в этой структуре составляет сотни нанометров, что существенно меньше длины волны инфракрасного света. Из-за этого излучение "чувствует себя" не в решетке (фотонном кристалле), а в почти однородной среде, словно внутри материала совершенно нового типа (именно это и подразумевает слово "метаматериал"). Изюминкой этой работы является эффективная технология выращивания образца достаточно большого размера и микроскопической толщины.
К сожалению, изготовленный образец обладает слишком сильным поглощением света, что делает невозможным его практическое использование, но авторы намечают возможные пути исправления ситуации. Так или иначе, общая технология изготовления сверхтонких суперлинз в ближнем инфракрасном свете уже разработана, а отсюда уже рукой подать до видимого света. Не исключено, что через год-другой мы порадуем читателей сообщением о создании настоящей оптической суперлинзы. Источник: "Элементы"

На 25 октября 2005 г. назначен запуск космического корабля Venus Express, принадлежащий Европейскому космическому агентству, с космодрома Байконур курсом на ближайшего соседа по Солнечной системе - Венеру. Это будет первой европейской миссией на Венеру, ближайшую планету к Земле и самому яркому объекту в ночном небе после Луны.
У Земли и Венеры схожие характеристики по возрасту, массе, диаметру. Однако у Венеры абсолютно иной климат, плотная едкая атмосфера с парниковым эффектом, высоким давлением и высокими поверхностными температурами. Venus Express должен найти ответ на вопрос, почему на планете такие условия.
Профессор из Оксфордского университета и член проекта Venus Express Фрэд Тейлор (Fred Taylor) объясняет проявленный интерес к Венере тем, что американцами и россиянами было проведено несколько миссий на планету, однако окружающие условия затрудняли научные исследования. Venus Express оснащен оборудованием для изучения плотных облаков, окружающих планету, взятия точных проб с Венеры и выяснения причин отличия планеты от Земли.
По словам профессора Кейта Мейсона (Keith Mason) из Совета по физике элементарных частиц и астрономических исследований (Particle Physics and Astronomy Research Council), атмосфера на Земле становится более загрязненной и нагретой. Изучая Венеру, можно глубже понять процессы, происходящие с земным климатом. Научные данные, которые придут в следующем году, должны значительно повлиять на образ взаимодействия людей с окружающей средой Земли, тем самым показывая, каким образом исследование солнечной системы влияет на нашу повседневную жизнь.
Venus Express унаследовал успешные достижения Европейского космического агентства по реализации миссий Mars Express и Rosetta. Наработки позволили проектной группе создать космический аппарат в сжатые сроки (менее чем за 4 года) и уложиться в бюджет в размере £140 млн. (€200 млн.).
Британские ученые и бизнесмены приняли активное участие в реализации миссии, наряду с научной группой из Оксфордского университета. Как лаборатория Mullard Space Science Laboratory при Лондонском Юниверсити-Колледже, так и лаборатория Резерфорда внесли вклад в создание и разработку анализатора плазмы (plasma analyzer) ASPERA-4, с помощью которого будет изучаться взаимодействие солнечного ветра с атмосферой. Атмосферное давление на Венере почти в сто раз превышает земное. Впервые ASPERA-4 будет подробно изучать escape process и выскальзывающий ритм на Венере, поставляя сравнительную информацию в сопоставлении с Марсом, который также немагнитен.
Ученые из Imperial College и Шеффилдского университета были задействованы в разработке и создании магнитометра, с помощью которого будет изучаться взаимодействие солнечного ветра с атмосферой Венеры, создавая на немагнитной Венере индуцированное магнитное поле. С помощью других инструментов будут изучаться и такие возможные явления как вулканизм.
В состав инструментов также входят наблюдательная камера Venus Monitoring Camera (для формирования палитры поверхностных температур), Venus Radio Science experiment, SPICAM (спектрометр инфракрасного и ультрафиолетового излучения), VIRTIS - visible-IR imaging спектрометр и Planetary Fourier Spectrometer для проведения глобальных трехмерных измерений атмосферной температуры и состава в поисках вулканической активности.
Основными поставщиками и ответственными за ключевые компоненты космического аппарата явились компании EADS Astrium Ltd и SciSys.
В апреле 2006 г., после 5-ти месячного полета к Венере, до которой придется лететь более 41 млн. км, аппарат начнет научные работы и будет находиться на орбите планеты в течение 500 дней (2 венерских суток).
Вес космического аппарата составляет 1270 кг (93 кг полезной нагрузки, 570 кг топлива). Размеры корабля составляют 1,5 х 1,8 х 1,4 м (не считая солнечных панелей, которые добавляют более 8 м).
Каждый девятый месяц Венера наиболее близко приближается к Земле. Запуск решено было произвести в один из таких периодов Venus Express, с 26 октября по 25 ноября 2005 г. с помощью ракетоносителя "Союз-Фрегат" с космодрома Байконур. Ракета "Союз" выведет "Фрегат" с закрепленным на ней Venus Express на суборбитальную траекторию, а затем "Фрегат" придаст аппарату межпланетную траекторию, которая приведет его к Венере.
После 162 дней полета Venus Express попадет на полярную эллиптическую орбиту Венеры, расположенной на расстоянии в пределах 250 - 66000 км. Миссия будет длиться в течение двух звездных дней Венеры (около 500 земных дней), с возможным продлением на 500 дней. Источник: CNews.ru

Уникальные фотографии галактики туманность Андромеды, переданные американским космическим инфракрасным телескопом "Спитцер", заставили ученых пересмотреть свои представления об этом космическом объекте. Он имеет примерно 200 тыс. световых лет в поперечнике и примерно в полтора раза превосходит нашу галактику Млечный путь.

Расположенная на расстоянии 2.5 млн. световых лет от нас удивительно красивая спиральная галактика туманность Андромеды является самым далеким космическим объектом и единственной галактикой, которую в безоблачную ночь можно видеть невооруженным глазом.

Но работающий в диапазоне теплового излучения телескоп "Спитцер" с его уникальной аппаратурой позволил сделать удивительное открытие. Оказалось, что Андромеда, где, как считалось, не происходит каких-либо катаклизмов, несколько миллионов лет назад пережила столкновение с карликовой галактикой-спутником М32. Катаклизм нанес "рану", которая не затянулась и до настоящего времени и предстает зияющей черной дырой в галактическом диске, откуда буквально выметены звезды, пыль и газ.

Астрономы также считают, что примерно через 3 млрд. лет наш Млечный путь столкнется с туманностью Андромеды и вместо двух спиральных галактик возникнет одна огромная эллиптическая галактика. На фоне этого чудовищного межгалактического катаклизма история с М32 покажется незначительным мелким инцидентом. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.

Пока гипотезу подтвердить или опровергнуть сложно: Cassini все еще не обнаружил на Титане заметных водоемов, а известные вулканы выглядят не так, как принято было думать. Кроме того, детальному анализу поверхности мешает атмосфера. Ситуацию могли бы прояснить данные зондов, но Huygens, успешно приземлившийся на Титане, проработал там недостаточно долго.

По словам ученых, молекула иллюстрирует тезис представителей BMW о том, что машиностроители будущего будут активно использовать нанотехнологии. При этом она небесполезна и сама по себе: если у наноавтомобиля появится "кузов", его можно будет использовать в качестве обычного нанотранспорта для сборки других молекулярных конструкций. В живых клетках похожую роль играют некоторые ферменты, которые перемещаются вдоль одних биомолекул и "на ходу" выстраивают другие.

Специалисты НАСА заявляют о возможности добыть на Луне кислород и воду. Космический телескоп "Хаббл" передал снимки спутника Земли, сделанные в ультрафиолетовом диапазоне.

Изучив фотографии, ученые обнаружили несколько месторождений минерала ильменита. По их словам, из него можно получать чистый кислород для дыхания или заправки ракет. Отходом такого производства будет вода, которую также можно будет использовать. Все это, по мнению специалистов, серьезно упростит постройку баз на Луне. Об этом сообщают "Вести.Ru".

Новые высококачественные снимки поверхности Марса показывают, что ледниковые массивы не являются исключительной прерогативой полярных регионов. Как оказалось, ледники присутствуют и в средних широтах планеты.
Косвенные признаки наличия таких ледников были впервые замечены еще несколько десятков лет назад, однако только сейчас в руки исследователей попали по-настоящему детальные изображения, на которых хорошо видны подозрительные траншеи в осадочных породах на дне ущелий, характерные дугообразные оползни на крутых холмах и другие приметы, характерные для ледниковых полей Земли.
Новые данные были получены благодаря наблюдениям, сделанным с борта исследовательских зондов Mars Odyssey и Mars Global Surveyor в видимом и инфракрасном диапазонах и откалиброванным с помощью лазерного высотомера Mars Orbiter Laser Altimeter.
В частности, говорится в пресс-релизе Американского геологического общества, на дне некоторых ущелий хорошо заметны линии, идущие вниз параллельно их стенам. Точно такие же линии хорошо знакомы геологам по данным аэрофотосъемки земных ледниковых массивов. Главное отличие марсианских "потёков" заключается в том, что на Земле ледники тают и потоки воды сильно размывают причиненные движением ледника шрамы, а вот на Марсе в силу чрезмерной сухости воздуха ледники просто испаряются, и все следы остаются нетронутыми.
В пользу существования ледниковых образований в средних широтах говорит и присутствие на поверхности планеты подозрительно "размазанных" кратеров, образовавшихся сравнительно недавно. По мнению Джеймса Хэда (James Head III) из Брауновского университета (Провиденс, Род-Айленд, США), выглядят эти кратеры так, словно метеорит врезался не прямо в землю, а в толстую подушку тут же испарившегося льда.
У занимающихся ледниковой проблемой ученых уже имеется готовая гипотеза их образования. Как известно, ось вращения Марса постоянно колеблется относительно его орбитальной плоскости: в некоторые периоды планета может отклоняться на 60 градусов от нормального положения (Земле в этом плане повезло больше: ее ось наклона стабилизирована массой Луны). Во время такого наклона полярная шапка Марса может на какое-то время попасть под прямые солнечные лучи, что вызывает быстрое таяние и испарение замороженной в ней воды с последующим переносом моментально сублимировавшейся влаги к экватору, временно занявшему место полюса. Там вода снова охлаждается, замерзает и осаждается в виде льда, пока планета не вернется на круги своя.
Источник: "Элементы"

130 лет назад (1875) Д.И. Менделеев на заседании Русского физико-химического общества предложил проект аэростата для высотных полетов (стратостата с герметически закрывающейся гондолой)
С момента возникновения воздухоплавания до 1870-х годов применялись только свободные и привязные аэростаты. Первый проект управляемого аэростата с воздушными винтами, вращаемыми вручную, был выдвинут в 1784 году французским военным инженером Ж.Менье. 24 сентября 1852 года француз А.Жиффар совершил первый управляемый полет со скоростью до 11 километров в час (в безветренную погоду) на аэростате с паровым двигателем. В 1869 году в России была организована постоянная Комиссия по применению воздухоплавания к военным целям. С 1870 года в Усть-Ижорском саперном лагере под Петербургом производились наблюдения с аэростатов за передвижениями войск и корректирование артиллерийской стрельбы по невидимым с земли целям.
Много труда вложил в развитие воздухоплавания великий русский ученый Д.И.Менделеев. В 1870-х годах он работал над проектом управляемого аэростата с металлической оболочкой и взрывным двигателем. Он тщательно изучает работы в этой области знаменитого английского физика Глешера, неоднократно поднимавшегося на воздушном шаре с научными целями. Позже Дмитрий Иванович писал: "Меня так заняла гордая мысль подняться выше знаменитого англичанина и постичь закон наслоения воздуха при нормальном состоянии атмосферы, что временно я оставил все другие занятия и стал изучать аэростатику". Придавая большое значение высотным полетам на аэростатах для исследования верхних слоев атмосферы и стремясь сделать их безопасными для жизни и здоровья аэронавтов, Менделеев в статьях, опубликованных в отчетах французской Академии наук, подчеркивает необходимость опытной проверки своих положений с помощью аэростата, который может подняться в верхние слои атмосферы. Он разрабатывает и проект аэростата, "...допускающего возможность безопасно оставаться на больших высотах в атмосфере". В 1875 году на заседании Русского физико-химического технического общества ученый представил проект стратостата - большого специального аэростата с герметической гондолой. Менделеев составил эскиз управляемого аэростата и сделал необходимые расчеты. 19 августа 1887 года Д.И.Менделеев на военном аэростате совершил полет из города Клина длительностью три часа 36 минут на высоте 3350 метров для наблюдения солнечного затмения. Об этом собщает РИА "Новости".

Российский опыт в пилотируемой и автоматической космонавтике может позволить человечеству уже в 2014 году совершить облет Марса, а в 2018 - посадку автоматического корабля на планету. Об этом в понедельник в Париже заявил главный консультант по космосу директора Института медико-биологических проблем /ИМБП/ российский летчик-космонавт Валерий Поляков.
"Эти задачи осуществимы при условии сотрудничества ученых и конструкторов из России, США, Европы и Китая, а также при условии широкого использования российского опыта в пилотируемой и автоматической космонавтике", - отметил Поляков.
По его словам, в России, в Москве на базе ИМБП уже готовится уникальный эксперимент "Марс-500", который планируется начать в конце 2006 года.
"Речь идет о научном моделировании полета группы из 6 человек в космос в течение 500 дней - именно за такой срок, как предполагается, космический корабль с Земли должен достигнуть Марса", - уточнил российский космонавт-исследователь.
По словам Полякова, в ходе эксперимента, который открыт для участия испытателей-добровольцев из США и Европы, будут изучаться биологические, медицинские, психологические, бытовые и другие аспекты, связанные с долгим пребыванием человека в космическом полете.
Параллельно с экспериментом "Марс-500", сказал Поляков, в ИМБП будут проводиться исследования по воздействию на человека ионизирующего излучения за пределами магнитосферы Земли - одной из первых трудностей, с которыми придется столкнуться марсианскому экипажу.
"Исследования пройдут на приматах с соблюдением всех норм медицинской этики", - уточнил космонавт.
Поляков осуществил самый длительный в истории пилотируемой космонавтики (437 суток 17 часов 59 мин) космический полет на станции "Мир" с 8 января 1994 года по 22 марта 1995 года. В этом полете им выполнены уникальные исследования по космической медицине, физиологии, психологии, санитарно-гигиеническим направлениям, в том числе и в рамках международных проектов по космической медицине.
Валерий Поляков участвовал в Париже в мероприятиях, связанных с празднованием 100-летия Международной авиационной федерации /ФАИ/. Об этом сообщает РИА "Новости".

38 лет назад (1967) советская космическая станция "Венера-4" совершила первую посадку на поверхность Венеры
Венера - ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Еще в 1761 году Михаил Ломоносов предположил наличие у Венеры атмосферы, но только через двести лет первые межпланетные автоматические станции стали совершать полеты в сторону Венеры и пополнили сведения об этой планете. 4 июня 1960 года вышло постановление правительства СССР "О планах освоения космического пространства", которое предписывало создать четырехступенчатую ракету-носитель для полета на Марс и Венеру. Новая ракета-носитель была разработана на базе ракеты Р-7.
Разработка автоматической межпланетной станции (АМС) для полета к Венере проводилась во второй половине 1960 года. Первый успешный пуск ракеты-носителя с автоматической межпланетной станцией на борту состоялся 12 февраля 1961 года. На орбиту вышла АМС с разгонным блоком Л, обогнула Землю и над Экваториальной Африкой впервые в мире стартовала в сторону Венеры. Эта станция получила название "Венера-1". При проектировании первых космических аппаратов (КА) для изучения атмосферы и поверхности этой планеты ученые еще не знали, на какое давление атмосферы должны быть рассчитаны аппараты. КА "Венера-1" весной 1961 года пролетел на расстоянии 100000 километров от планеты. Аппаратом пролетного типа был также и КА "Венера-2", прошедший на расстоянии 24000 километров от Венеры в феврале 1966 года. 1 марта 1966 года советский космический корабль "Венера-3" совершил посадку на планете, что стало первым межпланетным перелетом по трассе Земля-Венера.
12 июня 1967 года была запущена станция "Венера-4", которая 18 октября опустилась на планету. Впервые были произведены прямые измерения в атмосфере другой планеты в процессе парашютного спуска космического аппарата на Венеру. Научные исследования станции показали отсутствие на Венере магнитного поля и радиационных поясов. Именно тогда был определен и состав атмосферы. 15 декабря 1970 года произошла первая мягкая посадка на поверхность Венеры спускаемого аппарата "Венера-7". 22 июля 1972 года состоялась мягкая посадка на освещенную сторону Венеры спускаемого аппарата "Венера-8". 8 и 14 июня 1975 года в Советском Союзе были запущены АМС "Венера-9" и "Венера-10", посадочные модули которых 22 и 25 октября того же года совершили мягкую посадку на поверхность Венеры и впервые передали черно-белое изображения этой планеты. В 1982 году, 1 марта, космические аппараты "Венера-13" и "Венера-14" передали цветные изображения поверхности Венеры на Землю. 16 октября 1983 года с помощью космических аппаратов "Венера-15" и "Венера-16" начались работы по глобальному радиолокационному картографированию поверхности Венеры. 15 и 21 декабря 1984 года был выполнен запуск советских космических аппаратов "Вега-1" и "Вега-2", предназначенных для исследования Венеры и кометы Галлея. 11 и 15 июня 1985 года эти АМС достигли Венеры и сбросили в ее атмосферу посадочные модули. В результате экспериментов, проведенных с помощью космических аппаратов, Венера достаточно подробно исследована.