Новости физики и космоса на сайте "Физика вокруг нас". Выпуск 10 (61). Май 2006 года

Новости физики и космоса.

Выпуск 10 (61) 16 - 31 мая

Физики синтезировали золотой фуллерен

В США синтезированы "металлические фуллерены" - наночастицы золота, близкие по форме к углеродным "футбольным мячам". Молекулы, в состав которых входит 16 или 18 атомов, выглядят как многогранники с полостью внутри. Открытие было сделано Лай Шен-Вангом, бывшим сотрудником первооткрывателя фуллеренов Ричарда Смелли, а также его коллегами из Тихоокеанской северо-западной лаборатории (PNL). Об этом сообщает PhysOrg.com.

Фуллерены, то есть замкнутые полости из состыкованных углеродных колец, известны последние 20 лет. Размеры этих полостей достаточны, чтобы внутри уместился дополнительный атом. Поскольку характеристики атома в "клетке" меняются в зависимости от ее размеров и формы, такой прием рассматривали как метод сборки наноэлектронных деталей (например, транзисторов) с нужными характеристиками.

Изготовить похожие структуры из металлов до сих пор не удавалось. Большинство компактных металлических наночастиц, или кластеров, отличается от фуллеренов "плотной упаковкой" атомов, где "лишнего места" практически не остается. Квантовые расчеты показывали, что кластеры золота с числом атомов около 30 устроены именно так.

Напротив, золотые кластеры с существенно меньшим числом вершин, чем у самых распространенных фуллеренов (C60 и C70 - многогранники с 60 и 70 вершинами соответственно), теперь считают столь же вместительными - из-за заметно большего по сравнению с углеродом диаметра атомов золота. Проверить это утверждение экспериментально, то есть ввести в наночастицу примесь, исследователи пока не успели.

ВВС США испытают бомбардировщик на топливе из угля

ВВС США проведут испытания бомбардировщика B-52, использующего топливо на основе природного газа, сообщает Terradaily.com . Данный эксперимент проводится в рамках программы министерства обороны США "Гарантированное топливо" (Assured Fuel Initiative) по обеспечению вооруженных сил топливом американского производства.

Для испытаний, которые пройдут на авиабазе Эдвардс в сентябре этого года, подготовлен один самолет B-52. Два из восьми двигателей стратегического бомбардировщика будут использовать комбинированное горючее на основе авиационного керосина JP-8 и синтетического реактивного топлива Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch) на основе природного газа.

Альтернативное горючее может производиться из природного газа, угля, горючих сланцев с использованием процесса Фишера-Тропша, разработанного в Германии в 20-х годах прошлого века, и активно использовавшегося в годы Второй мировой войны по причине нехватки нефти.

До настоящего момента использование данной технологии было нерентабельным, однако постоянный рост цен на нефть делает производство синтетического топлива экономически оправданным, особенно учитывая значительные запасы каменного угля и природного газа, которыми располагают США.

По своим химическим свойствам реактивное топливо, полученное с помощью процесса Фишера-Тропша, близко к традиционному авиационному керосину. Основной задачей испытаний, проводимых при технической поддержке исследовательской лаборатории ВВС США, является изучение эксплуатационных свойств нового горючего, его стабильности в различных температурных условиях, и совместимости с используемыми в ВВС США авиационными двигателями.

Российские ученые создали батарею, работающую от энергии звезд

Российские ученые-ядерщики создали батарею, которая может трансформировать в электричество как солнечную энергию, так и энергию звезд. Презентация этого "ноу-хау" прошла в Научном центре прикладных исследований Объединенного института ядерных исследований /ОИЯИ/ в подмосковной Дубне.

"Это уникальная батарея, не имеющая аналогов в мире, может работать 24 часа в сутки", - рассказал директор центра Валентин Самойлов. По его словам, "ученым удалось создать новое вещество - гетероэлектрик, благодаря которому батарея может работать на Земле на энергии солнца и звезд, независимо от погодных условий". Разработка уже доказала свою высокую эффективность как в темное, так и в облачное время суток, отметил ученый. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС

Названы лауреаты главной награды РАН

На Общем собрании Российской академии наук сегодня названы лауреаты главной награды РАН - Большой золотой медали имени Ломоносова. Ими стали выдающийся российский физик Юрий Осипьян и его английский коллега лорд Питер Хирш.

Юрий Осипьян в прошлом вице-президент РАН, ныне ее советник получил награду за вклад в физику. Лорд Питер Хирш также занимается физикой твердого тела, причем несколько его открытий были сделаны совместно с российскими учеными. Сегодня Хирш был избран иностранным членом РАН.

Большая золотая медаль РАН ежегодно присуждается двум ученым - российскому и иностранному, работающим в одной и той же области науки. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.

Российские ученые удешевили полеты на Марс в пять раз

По меньшей мере впятеро дешевле обойдется будущая марсианская экспедиция, если при ее подготовке будут использованы новые технологии, разработанные российскими учеными в Исследовательском центре им. М.В. Келдыша. Авторы предлагают уменьшить затраты на получение энергии в пути и более рационально ее использовать. Они не только разработали технологию изготовления дешевых, легких и эффективных солнечных батарей, но и придумали, как использовать электрические двигатели практически на всем пути к Марсу и обратно.

В конструкции солнечных батарей исследователи попробовали заменить кристаллический кремний сравнительно дешевым аморфным кремнием. А чтобы повысить КПД сделанных на его основе батарей, разработали специальную технологию. С помощью тончайшего лазерного луча и точнейшей аппаратуры его наведения авторы научились создавать в исходно "беспорядочном" слое кремния "квантовые ямы" - участки размером в 2 нм с заранее заданной атомарной структурой. Эти участки создают в слое кремния как бы искусственный порядок, превращая его в подобие настоящего кристалла. Такой псевдокристалл в батарее уже работает почти столь же эффективно, как настоящий, а в ближайших планах ученых - добиться 15%-го КПД на этих батарейках.

сли же сделать стальную подложку батарей тоньше, чем обычно, то уменьшится их вес и затраты на то, чтобы оторвать их от Земли. В результате электроэнергии, по расчетам ученых, должно хватить на то, чтобы лететь "на электричестве", а не на жидком топливе. А чтобы обеспечить скорость, авторы разработали новый вариант электрического двигателя, работающего не на ксеноне, газе очень редком и потому дорогом, а на криптоне или даже (в перспективе) на аргоне. Об этом сообщает агентство "Информнаука".

Подводный атомный ракетоносец запустил ракету со спутником на борту

В пятницу атомный подводный ракетоносец Северного флота ВМФ России "Екатеринбург" из акватории Баренцева моря произвел успешный пуск баллистической ракеты, передает РИА Новости.

Как рассказали в Центре управления полетами (ЦУП), ракета выведет на околоземную орбиту искусственный спутник земли "Компас-2".

Этот космический аппарат должен выявлять и регистрировать аномальные физические явления и характерные признаки в ионосфере, связанные с вулканической, сейсмической, циклонической и грозовой активностью.

"Спутник также предназначен и для изучения радиационных поясов земли и космических лучей, мониторинга и прогнозирования землетрясений и техногенных катастроф", - пояснил представитель ЦУП.

Старт баллистической ракеты со спутником "Компас-2" планировалось произвести еще в среду вечером, однако запуск был отложен "из-за несогласованности отдельных параметров в ходе подготовки к пуску", пояснил ранее помощник Главкома ВМФ Росси Игорь Дыгало.

Комментируя в пятницу пуск баллистической ракеты, Дыгало заявил, что он "показал высокую надежность морских стратегических ядерных сил и эффективность системы боевого управления

Voyager-2 преждевременно пересечет границы Солнечной системы

Voyager-2, запущенный NASA 29 лет назад, покинет Солнечную систему уже в следующем году, пишет Space.com. В это время космический аппарат пройдет сквозь "бесстолкновительную ударную волну" в гелиосфере. Сейчас Voyager-2 находится в 76 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Границу гелиосферы - то есть области, где распространяется солнечный ветер - отождествляют с границами Солнечной системы потому, что вне ее преобладают эффекты, связанные с межзвездной средой. В частности, там движутся в основном потоки "инородных" заряженных частиц, и именно их зафиксировал Voyager-2, приближаясь к "бесстолкновительной ударной волне".

Согласно расчетам, "переход границы" должен был состояться позже. До сих пор ее преодолел только один земной аппарат - Voyager-1, но в его случае расстояние до Солнца было примерно на полтора миллиарда километров большим. Voyager-2 двигался в другом направлении, и переданные им сигналы заставляют считать, что граница гелиосферы заметно асимметрична. Это может объясняться слабым межзвездным магнитным полем, но о нем астрономам известно сравнительно мало.

Аппараты Voyager стартовали в 1977 году с интервалом около месяца (причем Voyager-2 запустили первым). За время межпланетного путешествия они передали на Землю снимки Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и их спутников. Пока Voyager-1 остается самым удаленным от Земли искусственным телом.

Три новые планеты найдены в созвездии Кормы

Три планеты, сравнимых по массе с Нептуном, найдены на расстоянии в 41 световой год от Земли, сообщает CNN. Все они обращаются вокруг звезды из созвездия Кормы, видимой невооруженным глазом. Новые небесные тела зафиксировал спектрометр HARPS Южной европейской обсерватории (ESO) в Чили - специальный инструмент для поиска планет за пределами Солнечной системы, созданный три года назад.

Несмотря на близкие размеры, планеты качественно отличаются друг от друга: вторая из них может, как и Нептун, быть газовым гигантом, а остальные образованы твердыми минералами или их смесью со льдом. Пока достоверно известны только периоды обращения планет вокруг звезды - 8,67 дней для первой, 31,6 для второй и 197 для третьей.

Астрономы допускают, что последнее тело попадает в так называемую "обитаемую зону" - область, где перепады температур позволяют воде оставаться жидкой. Такое условие необходимо для существования сложных форм жизни, похожих на земную - в отсутствие воды способны выжить только несколько разновидностей бактерий.

C 1995 года, когда была открыта первая экзопланета, обнаружено более 180 таких объектов. Систематическому поиску экзопланет NASA собиралось посвятить несколько миссий. Ожидалось, что когда список "потенциально обитаемых" мест в окрестностях Солнца станет достаточно большим, новый зонд сможет установить состав атмосферы для каждого из них, и, возможно, найти "биомаркеры" - следы жизнедеятельности живых существ. Из-за изменений в бюджете космического агентства миссии были отложены на неопределенный срок.

Бывшее дно океана нашлось на границе земного ядра

Плита, бывшая прежде участком океанического дна, найдена на границе земного ядра и мантии, передает LiveScience.com. Вытянутый участок земной коры начал "тонуть" 50 миллионов лет назад, и сейчас его нижний край достигает глубины в 2800 километров. Открытию посвящена статья в журнале Nature.

Геофизики из Университета Санта-Круз в Калифорнии обнаружили плиту на сейсмических томограммах окрестностей Карибских островов. Такие изображения внутренней структуры Земли строят по показаниям приборов, регистрирующих "эхо" землетрясения вдали от эпицентра. Волна искажается всевозможными телами, которые встречает на пути, а по искажениям можно реконструировать их форму, размеры и даже агрегатное состояние.

Ученые говорят, что некогда твердая плита сейчас представляет собой ленту из вязкой нагретой пасты, спускающуюся складками к ядру. Протяженность главных складок оценивают цифрой в 600 километров при высоте в 200. Исходный участок дна был намного длиннее и тоньше - обычно океан отделяет от мантии не более чем десятикилометровый слой. Несмотря на давность погружения, бывшее дно все еще на 700 градусов холоднее окружающего ее расплава, нагретого до 2,5 тысяч градусов Цельсия.

Открытие подтверждает гипотезу, согласно которой земная кора активно обновляется за счет глубоких слоев мантии. Геофизики поясняют, что "тонущая" плита должна была вытеснить наверх более легкое расплавленное вещество, которое и стало новым материалом дна