Главная > Это
интересно > Новости
физики и космонавтики > Новости физики и
космоса. Выпуск 15 (90)
Новости физики и космоса
Выпуск 15
(90) 1 - 15 августа
|
Российские
батискафы начали погружение на
Северном полюсе
2.08.07.
Участники российской научной
экспедиции приступили к спуску
глубоководных аппаратов "Мир" на
дно океана в районе Северного полюса,
сообщает агентство ИТАР-ТАСС.
Первым
батискафом "Мир-1" управляет
Анатолий Сагалевич. На борту аппарата в
качестве наблюдателей также находятся
руководитель экспедиции, вице-спикер
Госдумы Артур Чилингаров и депутат
Госдумы Владимир Груздев.
Во
втором аппарате "Мир-2", который
начал погружение, когда "Мир-1" был
на глубине в 500 метров, находятся
Евгений Черняев, шведский миллионер
Фредерик Полтен и австралийский
полярник Майкл Макдауэлл.
Как
отмечает "Интерфакс",
погружение на рекордную глубину 4300
метров, которое готовилось 20 лет,
началось с полуторачасовым
отставанием от графика и должно занять
несколько часов.
Для
спуска глубоководных аппаратов была
выбрана полынья размером 10 на 25 метров.
Hа дне Северного Ледовитого океана
будет установлен российский титановый
флаг высотой в один метр и оставлена
капсула с посланием будущим поколениям.
Основная
задача экспедиции доказать, что
большая часть арктического шельфа, в
котором находится четверть мировых
запасов нефти и газа, является
продолжением российской части Евразии. |
Российские
ученые завершили рекордное погружение
в Арктике
Российские
батискафы "Мир-1" и "Мир-2"
всплыли со дна Северного Ледовитого
океана, сообщает "Интерфакс".
Они подняты на борт судна "Академик
Федоров".
"Вести"
со ссылкой на вице-президента
Ассоциации полярников Владимира
Стругацкого сообщают, что перед
всплытием "Мир-1" около 40 минут
дрейфовал под водой на глубине около 15
метров. Полярники искали подходящую
полынью для всплытия батискафа, что
является одним из самых сложных
моментов операции.
"Мир-1"
и "Мир-2" пробыли под водой около 8
часов, в том числе один час на глубине
4261 и 4303 метра. Это рекордные глубины
погружения для Северного Ледовитого
океана. Дна глубоководные аппараты
достигли около полудня.
Ученые
установили на дне Северного Ледовитого
океана флаг Российской Федерации из
титана и оставили капсулу с посланием
будущим поколениям.
Рекордное
погружения было совершено для того,
чтобы взять пробы грунта со дна
Ледовитого океана. Эти пробы, по мнению
ученых, позволят доказать, что хребты
Менделеева и Ломоносова являются
продолжением Сибирской
континентальной платформы и,
соответственно, Евразийского материка,
то есть российского побережья от
Чукотки до Кольского полуострова.
За
счет этих изысканий, территория
континентального шельфа России может
увеличиться более чем на 1 миллион
квадратных километров, причем на
шельфе можно будет добывать нефть, газ
и другие полезные ископаемые.
По
результатам беспрецедентного
исследования, которое российские
ученые готовили около 20 лет, Россия
подаст заявку в Комиссию ООH по
границам континентального шельфа на
расширение своей территории. |
Физики
научились управлять движением
элементарных частиц
Американские
физики разработали метод, который
позволяет с помощью направленного
фотонного воздействия управлять
хаотическим движением частиц, а
следовательно, химическими реакциями,
сообщает новостная служба
Американской ассоциации содействия
развитию науки EurekAlert! со ссылкой на
пресс-релиз университета Иллинойса в
Урбане-Шампейне.
Метод,
разработанный Мартином Грюбелем (Martin
Gruebele) и Питером Волайнсом (Peter Wolynes), схож
с методом, который используется для
путешествий космических кораблей по
Солнечной системе с минимальными
затратами горючего. Попадая в зону
гравитационного воздействия небесного
тела, корабль может двигаться без
использования двигателей. Двигатели
необходимо включать только для того,
чтобы в нужный момент перейти от одного
тела к другому.
Главная
сложность этого метода — рассчитать
траекторию таким образом, чтобы она
приводила в нужное место за разумное
время и при этом требовала как можно
меньше использования двигателей.
Примером может служить путешествие
корабля Genesis, который на обратном пути к
Земле сделал крюк в три миллиона миль
ради движения за счет внешних сил и
экономии горючего.
Тот
же метод можно применить к микромиру.
Рассчитав силы взаимодействия молекул,
атомов и электронов и в нужные моменты
подправляя траектории частиц
воздействием света, можно влиять на то,
какие столкновения происходят и какие
связи образуются, а следовательно,
управлять химическими реакциями.
Осуществить
такие расчеты еще сложнее, чем в случае
с космическим кораблем: необходимо
использовать не ньютоновскую, а
квантовую механику. Совокупность
частиц является квантовой системой, в
которой траектории движения
описываются в терминах волновых
функций. Тем не менее, иллинойсским
физикам удалось провести
соответствующие вычисления.
Полученные данные позволяют быстро и
точно определить, в какой момент нужно
воздействовать на квантовую систему и
сколько фотонов необходимо, чтобы за
заданное время система перешла из
одного состояния в другое. |
Ученые
объяснили сияние одного из колец
Сатурна
3.08.07.
Ученые, следящие за летательным
аппаратом Cassini, который изучает кольца
Сатурна, пришли к выводу, что
загадочное сияние, излучаемое одним из
колец планеты планеты, объясняется
пылью, которая образуется в результате
столкновения относительно больших
кусочков льда. Они создают дугу на
внутренней стороне кольца, сообщает NASA.
Аппарат
Cassini исследовал кольцо G, которое
отличается от других тем, что вблизи
него нет спутников планеты.
Оказывается, на поведение кольца
влияет одна из "лун" Сатурна, Мимас,
которая находится от него на
значительном расстоянии.
Край
кольца рядом с Мимасом состоит из глыб
льда диаметром в несколько десятков
сантиметров и даже метров. При
столкновении микрометеориты
разлетаются на мельчайшие частицы льда
размером всего в несколько микрон, что
и создает сияние.
Через
18 месяцев Cassini приблизится к кольцу G на
1000 километров. Это даст возможность
более детально изучить структуру тел,
образующих и поглощающих пыль.
Происхождение
колец Сатурна до сих пор остается для
астрономов загадкой. Кольца были
названы буквами латинского алфавита в
порядке их открытия. По удалению от
центра они расположены в порядке D, C, B, A,
F, G и E. Диаметр основных колец, А, В и С,
приблизительно равен расстоянию от
Земли до Луны. |
Полярник
отправился к Марсу
C
космодрома на мысе Канаверал в 326-й раз
стартовала ракета Delta II. Она унесла к
Марсу аппарат NASA под названием Phoenix.
Если все пойдет штатно, то меньше чем за
год аппарат пролетит 679 миллионов
километров и достигнет своей цели.
4
августа в 13.26 по московскому времени со
стартовой площадки 17-а космодрома на
мысе Канаверал в 326-й раз стартовала
ракета Delta II. Она унесла к Марсу аппарат
NASA под названием Phoenix. Если все пойдет
штатно, то меньше, чем за год аппарат
пролетит 679 миллионов километров и
достигнет красной планеты.
Миссия
Phoenix сильно отличается от всего, что
сейчас нацелено на Марс. В последнее
время планету изучают либо марсоходы,
которые катаются по поверхности в
относительно тёплых районах (Spirit,
Opportunity), либо орбитальные зонды типа Mars
Reconnaissance Orbiter (MRO). Зонд же Phoenix Lander должен
25 мая 2008 года совершить посадку в
окрестностях северного полюса планеты.
Точное место подберут при помощи
детального изучения полярных областей
аппаратом MRO.
Аппарат
никуда не поедет – он изучит только то,
до чего дотянется. Зато в отличие от
марсоходов он может пробурить дырку в
поверхности глубиной до полуметра.
Отказ
от передвижения сильно упростил
конструкцию аппарата.
И,
соответственно, снизил себестоимость
НИОКР. Возможно, поэтому проект
профессоров и студентов Аризонского
университета выиграл билет к соседу
Земли. Правда, ждать «попутки» пришлось
довольно долго – испытания успешно
закончились ещё в 2001 году. Однако из-за
неудачного приземления Mars Polar Lander в 1999
году следующий этап полярных
исследований отложили до «пока не
будет уверенности в успехе».
Теперь
такая уверенность есть, так как при
помощи орбитальных снимков с MRO удалось
детально проработать все нюансы
приземления.
На
приблизительное место посадки можно
посмотреть уже сейчас – NASA
опубликовало посадочную карту.
NASA
заявило, что у миссии Phoenix четыре
основные цели: выяснить, появлялась ли
когда-либо жизнь на Марсе, подробно
изучить марсианский климат,
марсианскую геологию, а также собрать
несколько анализов, необходимых для
успешной высадки на планете человека.
Посадочный
модуль оборудован семью основными
инструментами, многие из которых
разрабатывались для двух предыдущих
неудавшихся посадочных миссий на Марс
– Mars Polar Lander и Mars Surveyor:
-
Рука-манипулятор (Robotic Arm) длиной в 2,35
метра. Манипулятор сможет брать пробы
льда и грунта и доставлять их на анализ
на борт посадочного модуля.
Именно «роборука» сможет получать
пробы грунта с глубины до полуметра.
- Камера манипулятора (Robotic Arm Camera)
сфотографирует грунт с близкого
расстояния. Камера смонтирована на
конце манипулятора. Этот прибор
разработан не в NASA, а в Институте
исследований Солнечной системы
Общества Макса Планка (Германия) в
сотрудничестве с Университетом
Аризоны в Тусоне.
-
Термоанализатор
выделившегося
газа
(Thermal and Evolved-Gas Analyser). Этот
прибор должен нагревать доставленные
манипулятором образцы льда и грунта и
анализировать количество выделившихся
при нагревании воды, углекислого газа и
остаточных количеств органических
соединений.
-
Прибор с названием «микроскопический
электрохимический анализатор и
анализатор проводимости» (Microscopy,
Electrochemistry and Conductivity Analyser) займется
комплексным анализом грунта.
Оптический и атомный микроскоп изучат
образцы визуально, а при помощи четырёх
электрохимических ячеек учёные снимут
широкий спектр химических свойств (в
том числе определят присутствие
растворимых солей, кислотность либо
щелочность образцов).
-
На мачте, которая поднимется над севшим
аппаратом, смонтирован прибор Surface Stereo
Imager. Он сделает цветные стереоснимки
высокого разрешения места посадки
зонда.
-
Канадское космическое агентство
участвует в проекте Phoenix своей
метеорологической станцией. Этот
прибор предназначен для мониторинга
марсианской погоды в районе северного
полюса.
-
Mars Descent Imager займется изучением
геологического окружения места
посадки во время спуска. Такой же
прибор стоял на спускаемом аппарате Mars
Surveyor Lander.
Детальное
описание миссии можно найти на сайте
миссии в Университете
Аризоны.
Научная
работа зонда на Марсе рассчитана до
сентября 2008 года, но, возможно, срок
активности, как это не раз бывало,
удастся продлить.
Алексей
Паевский |
Скончался
лауреат Нобелевской премии в области
физики Кай Сигбан
На
90-м году жизни скончался шведский физик,
лауреат Нобелевской премии 1981 года, Кай
Сигбан (Kai Siegbahn), сообщает AP.
Как
сообщила в субботу вдова Сигбана, ее
супруг скончался от инфаркта 20 июля во
время отдыха в своем летнем коттедже на
юге Швеции. Почему о смерти физика было
решено объявить лишь 4 августа, она
пояснять не стала.
Кай
Сигбан, с 1954 по 1984 годы возглавлявший
кафедру физики в университете Уппсалы,
был в 1981 году удостоен Нобелевской
премии за вклад в развитие электронной
спектроскопии высокого разрешения -
метода изучения строения вещества,
основанный на измерении
энергетических спектров электронов.
Вместе
с Сигбаном премию в области физики в
том году разделили Николас Бломберген (Nicolaas
Bloembergen) из Гарварда и Артур Леонард
Шавлов из Стэнфордского университета
за спектроскопические исследования с
помощью лазеров.
В
семье Сигбанов Кай был вторым
Нобелевским лауреатом. В 1934 году его
отец Манн Сигбан также получил
Нобелевскую премию в области физики. |
Британские
физики обещают научиться левитировать
Шотландские
физики утверждают, что нашли способ
обеспечить левитацию, основанный на
эффектах квантовой механики. Способ
годится только для микроскопических
пластинок, изготовленных из материалов
с отрицательным коэффициентом
преломления, сообщается в пресс-релизе
Сент-Эндрюсского университета.
Профессор
Ульф Леонхардт (Ulf Leonhardt) и доктор Томас
Филбин (Thomas Filbin) хотят использовать для
левитации эффект Казимира — взаимное
притяжение двух незаряженных тел,
предположительно возникающее за счет
квантовых флуктуаций в вакууме. Эффект
был предсказан голландским физиком
Хендриком Казимиром (Hendrik Casimir) в 1948 году,
а позднее подтвержден несколькими
сериями экспериментов, самая точная из
которых была проведена в 1997 году.
Величина
силы Казимира обратно пропорциональна
четвертой степени расстояния между
объектами, поэтому на значительных
расстояниях сила ничтожно мала, однако
на расстояниях порядка нескольких
нанометров давление, создаваемое ей,
может сравниться с атмосферным.
Леонхардт
и Филбин считают, что если пространство
между двумя микроскопическими
пластинками, подверженными эффекту
Казимира, заполнить материалом с
отрицательным коэффициентом
преломления, то эффект может быть прямо
противоположным: пластинки будут не
притягиваться, а отталкиваться. Если же
сила отталкивания двух пластинок
достаточно велика, ее можно
использовать для того, чтобы поднять
одну из пластинок (на сходном принципе
построена магнитная левитация).
В
природе материалов, способных
пропускать электромагнитные волны и
имеющих отрицательный коэффициент
преломления, не существует. Тем не
менее в 1968 году русский физик Виктор
Веселаго доказал возможность их
существования, а в начале двадцать
первого века были созданы первые
образцы таких материалов. |
Обнаружено
крупнейшее столкновение галактик
При
помощи телескопа "Спитцер"
астрономы обнаружили четыре большие
галактики, сливающиеся в одну
гигантскую, которая будет примерно в
десять раз больше Млечного Пути. Это
самое крупное слияние галактик из
когда-либо наблюдавшихся, сообщается в
пресс-релизе Гарвард-Смитсоновского
астрофизического центра
Слияния,
или столкновения галактик — обычное
явление во Вселенной. Близко
находящиеся галактики гравитационно
взаимодействуют и в некоторых случаях
могут соединяться в одну, что занимает
около миллиона лет. Предполагается,
например, что через пять миллиардов лет
наш Млечный Путь сольется с галактикой
Андромеды. Столкновений звезд при этом,
как правило, не происходит, поскольку
расстояния между ними очень велики.
Слияния
одной большой галактики с несколькими
малыми неоднократно наблюдались и
хорошо описаны. Известны также случаи
слияния двух одинаковых по размеру
галактик, однако объединение сразу
четырех крупных галактик (три имеют
примерно тот же размер, что и Млечный
Путь, одна в три раза больше) еще ни разу
не было зафиксировано.
Астрономы
обнаружили четверку, исследуя с
помощью "Спитцера" отдаленное
скопление галактик под номером CL0958+4702.
Скопление удалено от нас на пять
миллиардов световых лет, так что
фактически слияние давно произошло и,
как это часто бывает в подобных
исследованиях, ученые наблюдают за
событиями прошлого.
В
инфракрасном спектре был обнаружен
необычно большой шлейф света, в который
входили четыре эллиптические
галактики. Дальнейшие исследования при
помощи "Спитцера" и других
телескопов позволили установить, что
остальную часть света составляют
миллиарды звезд, "выкинутых" из
галактик при столкновении. В
дальнейшем половина этих звезд будет
втянута в новую галактику. Сливающиеся
галактики лишены межзвездного газа,
поэтому образования звезд не
происходит. Новая галактика будет
состоять только из старых звезд, но,
несмотря на это, станет одной из самых
крупных галактик во Вселенной. |
Создан
первый наногенератор переменного тока
Ученые
из лаборатории физики
конденсированного состояния
разработали устройство размером
порядка нанометра, способное
преобразовывать постоянный ток в
переменный, сообщает французский
Национальный центр научных
исследований в своем коммюнике.
Соответствующая статья опубликована в
журнале Nanoletters.
Многие
электромеханические системы нуждаются
в своеобразном синхронизаторе,
источнике переменного тока, который
генерирует колебания, "задающие ритм".
Так, в кварцевых часах эту функцию
выполняют батарейка (которая
генерирует постоянный ток) и кристалл
кварца (который преобразует его в
переменный). Однако все подобные
устройства на сегодняшний день имеют
размер около миллиметра, что делает
невыгодным их применение в
наноэлектромеханических системах (НЭМС):
источник тока оказывается чуть ли не в
миллион раз больше самой системы.
НЭМС,
разработанная французскими учеными,
включает в себя нанотрубку из карбида
кремния, на которую подается
постоянный ток. За счет этого
начинается так называемая полевая
эмиссия: нанотрубка теряет электроны.
Это создает неустойчивость, которая
приводит к колебаниям трубки.
Колебания влияют на интенсивность
эмиссии, и получается замкнутый круг:
колебания поддерживают сами себя.
Такое
явление называется автоколебаниями и
имеет простой аналог в макромире:
поливной шланг при определенном напоре
воды начинает без всякого внешнего
вмешательства ритмически дергаться из
стороны в сторону. В НЭМС роль шланга
играет нанотрубка, а воды - постоянный
ток.
Новое
устройство повышает возможности НЭМС,
обеспечивая им независимость от
внешнего источника переменного тока.
Напомним,
что в этом же году в университетах Юты и
Джорджии (США) были независимо созданы
два разных наногенератора постоянного
тока. |
Ученые
открыли самую большую планету во
Вселенной
Ученые
обнаружили самую большую из открытых
на сегодняшний день планету во
Вселенной, сообщает в среду утром Associated
Press. Небесное тело под названием TrES-4
было впервые замечено весной 2006 года в
созвездии Геркулес сотрудниками
обсерватории Lowell.
TrES-4
является шаром, состоящим
преимущественно из водорода, чьи
размеры в 20 раз превышают габариты
Земли. Исследователи полагают, что
диаметр новой планеты в 1,7 раз больше
диаметра Юпитера (самой большой
планеты в Солнечной системе), а ее
температура составляет 1260 градусов по
Цельсию.
По
словам одного из сотрудников Lowell
Георгия Мандушева (Georgi Mandushev), "на
планете, скорее всего, нигде нет
твердой поверхности, в нее можно только
погрузиться". Для ученых остается
загадкой, как плотность вещества, из
которого состоит небесное тело, может
быть такой низкой.
TrES-4
вращается вокруг звезды, находящейся
на расстоянии 1400 световых лет от нас. В
обсерватории предполагают, что в
созвездии может быть еще одна планета.
Именно в Lowell в 1930 году был обнаружен
Плутон, который долгое время считался
самой маленькой планетой Солнечной
системы, но в 2006 году лишился этого
статуса и стал "карликовой планетой". |
Престижную
премию по физике вручили
исследователям кварков
Восьмого
августа была вручена ежегодная премия
по физике имени Поля Дирака. Лауреатами
стали Джон Илиопулос (John Iliopoulos) из
парижской Эколь Нормаль и Лучьяно
Маяни (Luciano Maiani) из римского
университета дельи Студи, сообщает
французский Национальный центр
научных исследований в своем коммюнике.
Премия
присуждена Илиопулосу и Маяни за то,
что они в 1970 году вместе с будущим
нобелевским лауреатом Шелдоном Глэшоу
(Sheldon Glashow) предсказали существование
так называемого "очарованного"
кварка, четвертого под счету из
теоретически открытых кварков.
Работа
Глэшоу, Илиопулоса и Маяни внесла
значительный вклад в объяснение
слабого ядерного взаимодействия (одного
из четырех фундаментальных
взаимодействий в природе наряду с
сильным, электромагнитным и
гравитационным). В 1974 их гипотеза о
существовании очарованных кварка и
антикварка была подтверждена
экспериментально.
Премия
названа в честь великого британского
физика Поля Дирака (1902-1984) и вручается 8
августа, в день его рождения. Премию
присуждает итальянский Международный
центр имени Абдуса Салама, ее
лауреатами не могут стать ученые, уже
получившие Нобелевскую или
Филдсовскую премию или премию фонда
Вульфа. Илиопулос и Маяни получат по
пять тысяч долларов. |
Физики
научились предсказывать цены на акции
по птичьему полету
Британские
ученые разработали метод, который
позволяет предсказывать возникновение
порядка из хаоса в сложных системах,
состоящих из множества случайно
изменяющихся элементов, сообщается в
пресс-релизе Уорикского университета.
Метод годится для движения частиц в
плазме, птиц в стае и, возможно, скачков
цен на фондовом рынке.
Группа
физиков под руководством Роберта Уикса
(Robert Wicks) занималась вопросом, как
сложные системы вроде плазмы, толпы
людей или стаи птиц неожиданно
переходят от хаоса к порядку без
внешнего вмешательства. Изначально
группа интересовалась главным образом
плазмой, но столкнулась с нехваткой
экспериментальных данных: практически
их можно получить только с
немногочисленных спутников,
наблюдающих за солнечным ветром.
Есть,
однако, основания предполагать, что
закономерности самоорганизации могут
быть одинаковыми для разных сложных
систем. Взяв за основу известные данные
о поведении больших групп животных и
насекомых, исследователи разработали
новый математический способ анализа,
названный методом взаимной информации.
Метод позволяет определять
закономерности и корреляции на
основании очень небольшого количества
данных. Уикс надеется, что метод будет
особенно полезен для определения
фазовых переходов от хаоса к порядку в
сложных системах.
Для
проверки своего метода исследователи
использовали несложную модель,
разработанную в 90-е годы известным
венгерским биофизиком Тамашем Вичеком
(Tamas Vicsek) для описания поведения колоний
бактерий, стай скворцов или саранчи.
Контрольные тесты показали, что для
задачи поиска переходов от
неупорядоченного состояния к
упорядоченному метод взаимной
информации почти в четыре раза точнее
традиционных статистических методов.
Ученые
предполагают, что метод будет полезен и
при изучении фондовой биржи. Вероятно,
с его помощью удастся объяснить
возникающие порой неожиданные
корреляции, когда акции компаний, не
имеющих никаких видимых связей,
испытывают одинаковые колебания цен. |
Оспорено
первенство Ньютона в открытии "бесконечного
ряда"
По
мнению британского исследователя
индийского происхождения Джорджа
Джозефа, значительная часть открытий
Ньютона и Лейбница в области
математического анализа была сделана
примерно за триста лет до их рождения
представителями малоизвестной научной
школы на юго-западе Индии на территории
современного штата Керала, сообщается
в пресс-релизе Манчестерского
университета.
Джозеф
полагает, что понятие "бесконечного
ряда" - одно из ключевых понятий
математического анализа - было введено
в школе Керала около 1350 года, в то время
как обычно считается, что его ввели
Исаак Ньютон и Готфрид Лейбниц в конце
семнадцатого века. Кроме того, в школе
Керала знали ряды, сходящиеся к числу
пи, и пользовались ими для вычисления
пи сначала до десятого, а потом до
семнадцатого знака после запятой.
Это
знание, по словам Джозефа, могло
попасть в пятнадцатом веке от
индийских ученым к образованным
миссионерам-иезуитам, которые живо
интересовались математикой, поскольку
перед церковью стояла задача
модернизации календаря, а все
путешественники были заинтересованы в
улучшении навигационных приборов.
Ньютон, вероятно, узнал о бесконечных
рядах уже от иезуитов.
Доказательство
своей гипотезы Джозеф выстраивает на
анализе древних рукописей индийских
математиков. По его словам, их имена, в
частности, Мадхава (Madhava) и Нилакантха (Nilakantha),
должны стоять рядом с именем Ньютона.
Джордж
Джозеф родился в штате Керала и прожил
там до девяти лет. Большая часть его
исследований и научно-популярных работ
посвящена истории математики, главным
образом ее неевропейским истокам.
Джозеф ставит перед собой задачу
доказать, что неевропейская наука
незаслуженно обделена вниманием. |
Создан
оптический микроскоп с разрешением
десять нанометров
Немецкие
ученые Штефан Хелль (Stefan Hell) и Мариано
Босси (Mariano Bossi) из Института
биофизической химии разработали
оптический микроскоп, позволяющий
наблюдать объекты размером около
десяти нанометров и получать
высококачественные трехмерные
изображения, сообщается в журнале
Angewandte Chemie.
До
недавнего времени разрешение
оптических микроскопов было
ограничено длиной волны света. Увидеть
объекты размером менее 200 нанометров (минимальной
длины волны ближнего
ультрафиолетового излучения) было
возможно только при помощи
неоптических методов, например,
электронной микроскопии, однако эти
методы имели свои ограничения, в
частности, в отличие от оптических, не
позволяли работать с целыми и тем более
живыми клетками.
В
2006 году Штефан Хелль шагнул за 200-нанометровый
барьер, создав микроскоп, в котором
молекулы при помощи специально
подобранного очень короткого импульса
переводятся из "темного"
состояния в "светлое", при котором
они излучают энергию, люминесцируют.
Излучаемый свет фиксируется
наблюдателем, который тем самым может
получать данные об объектах размером
значительно меньше 200 нанометров. За
эту разработку, наноскоп, Штефан Хелль
получил немецкую "Премию будущего".
Теперь
группа Хелля разработала похожий метод,
в котором в случайном порядке
возбуждаются и люминесцируют
отдельные молекулы. Излучаемые ими
фотоны фиксируются камерой, затем "засвеченные"
молекулы гаснут и начинают
люминесцировать соседние. Этот процесс
повторяется много раз, пока отдельные
точки, найденные благодаря
люминесценции, не образуют общую
картинку.
Для
"возбуждения" молекул может
использоваться либо один фотон
ультрафиолетовой, либо два фотона
красной части спектра. Возбуждение
двумя фотонами можно проводить в очень
тонком слое, что позволяет изучать
живые ткани слой за слоем, впоследствии
соединяя слои в единую трехмерную
картинку. Разрешение изображений,
получаемых при помощи наноскопии,
может достигать 10-30 нанометров. |
Телескоп
APEX вооружили термокамерой для изучения
древнейших объектов во Вселенной
Чилийский
телескоп APEX теперь снабжен
сверхчувствительным измерителем
энергии излучения (болометром), который
позволяет наблюдать древние, очень
холодные космические объекты,
сообщается в пресс-релизе Института
радиоастрономии Макса Планка.
APEX,
построенный Южной европейской
обсерваторией (ESO), предназначен для
исследования истории Вселенной, то
есть для поиска и изучения объектов,
возникших вскоре после "большого
взрыва". Такие объекты, как правило,
имеют очень низкую температуру, менее
-250 градусов Цельсия. Для обнаружения
излучения от них используются
болометры.
Основным
элементом болометра является
сверхтонкая фольга, поглощающая свет.
Малейшее увеличение интенсивности
излучения приводит к нагреву фольги,
который фиксируется специальными
датчиками. Для того, чтобы добиться
требуемой чувствительности, болометр
необходимо охладить почти до
абсолютного нуля: до 0,3 градусов
Кельвина (-272,85 градусов Цельсия).
Новый
болометр, названный LABOCA (LArge BOlometer CAmera),
работает в субмиллиметровом диапазоне
и состоит из 295 ячеек, объединенных в
шестиугольник. Помимо высокой
чувствительности, он обладает большим
полем обзора. Специальное программное
обеспечение подавляет шумы, оставляя
максимально чистый сигнал.
Дополнительная
сложность состоит в том, что
миллиметровые и субмиллиметровые
волны, представляющие собой излучение
холодной Вселенной, поглощаются
водяными парами земной атмосферы.
Попытку их изучать сравнивают с
попыткой наблюдать звезды в яркий день.
Именно поэтому APEX расположен в сухом
высоком месте: на высоте 5100 метров в
пустыне Атакама.
С
помощью LABOCA уже было произведено
несколько наблюдений. По словам
астрономов, новый болометр позволяет
получать данные, которые прежним
инструментам были недоступны. |
Из
космоса на Землю сбросят камень с
остатками палеозойской жизни
Шотландские
ученые проведут эксперимент, который
покажет, могут ли органические
вещества уцелеть при скоростном
прохождении сквозь земную атмосферу,
сообщается в пресс-релизе Абердинского
университета.
14
сентября с космодрома Байконур будет
запущен спутник "Фотон-М3", который
за двенадцать дней полета проведет 35
экспериментов в рамках
исследовательской программы
Европейского космического агентства, в
том числе эксперимент абердинских
ученых.
Многие
специалисты допускают, что метеориты
могут переносить примитивные формы
жизни с одной планеты на другую,
некоторые предполагают, что на Землю
жизнь была занесена с Марса. Остается
открытым вопрос, могут ли органические
вещества уцелеть при входе в атмосферу,
когда метеорит раскаляется от трения о
воздух.
Для
поиска ответа на этот вопрос на спутник
будет погружен образец горной породы
размером с кулак, возраст которой
составляет около 400 миллионов лет,
сообщает журнал NewScientist. Камень добыт со
дна шотландского озера и покрыт
разнообразными органическими
отложениями, продуктами
жизнедеятельности водорослей. В
течение всего полета он будет
находиться внутри спутника, защищенный
от внешнего воздействия, однако при
возвращении на Землю будет выставлен
наружу. Спутник войдет в атмосферу на
скорости около восьми километров в
секунду, так что движение камня
промоделирует падение метеорита.
Впоследствии
ученые проверят, насколько пострадали
примитивные органические вещества,
которыми покрыт камень. Более сложные
структуры вроде ДНК шансов уцелеть
практически не имели бы, но простые
вещества известны своей устойчивостью.
Если полет сквозь атмосферу не
уничтожит их, это послужит
подтверждением гипотезы, что
строительный материал для живых
организмов мог быть занесен на Землю из
космоса. |
Астрономы
объяснили отсутствие рентгеновского
излучения у молодых звезд
Молодые
звезды, продолжающие после образования
активно поглощать пыль и газ (аккрецирующие
звезды), обладают парадоксальным
свойством: температура поверхности у
них вдвое выше, чем у непоглощающих
звезд, но уровень рентгеновского
излучения втрое ниже. Ученым из
Швейцарского технологического
института удалось объяснить это
явление, сообщает Space.com со ссылкой на
журнал Astronomy and Astrophysics.
Одной
из причин возникновения рентгеновских
лучей является высокоэнергетическое
столкновение газа и пыли с
поверхностью звезды на скорости более
миллиона километров в час. Низкий
уровень рентгеновского излучения
аккрецирующих звезд тем более
удивителен, что в них этот процесс как
раз имеет место.
По
данным цюрихских астрономов, изучавших
поведение 400 молодых звезд в созвездии
Тельца, газопылевая оболочка, служащая
"источником питания" для звезды,
оказывается одновременно фильтром,
поглощающим излучение: газ поглощает
рентгеновское излучение, а пыль –
видимый свет.
Встает
вопрос, почему же, если значительная
часть излучения аккрецирующих звезд
поглощается фильтрами, эти звезды не
уступают остальным в яркости.
Оказывается, что фильтры горят: еще до
того, как пыль будет поглощена звездой,
она раскаляется под воздействием
излучения звезды. Раскаленные пыль и
газ светятся подобно плазме, этим и
объясняется наблюдаемый облик молодых
звезд. |
Лазером
по вирусам
Учёным
удалось разработать новый метод
уничтожения вирусов. Их обстреливают
импульсами пурпурного лазера. От этого
вирусы начинают взрываться. А обычные
клетки не страдают, говорят
разработчики. Возможно, открытие
станет основой новой методики очистки
крови от ВИЧ и вируса гепатита С.
Американские
ученые создали новую технологию
уничтожения вирусов. Как выяснили
специалисты из Университета штата
Аризона, Медицинской школы Джонса
Хопкинса и Военно-медицинского
университета, вирусы, заразившие
биологические образцы, можно
уничтожать маломощными импульсами
фемтосекундных лазеров видимого
диапазона света (длина волны – 425 нм (пурпурный
свет), длительность импульса – 100
фемтосекунд, то есть 10 e-15 секунд).
По
словам разработчиков, импульс весьма
низкой мощности (5 микроджоулей на
квадратный сантиметр) разрушает
белковую оболочку вирусов, оставляя
здоровые клетки невредимыми.
Практически
технологию тоже отработали, для начала
на бактериофаге М13. Результаты
оказались обнадеживающими:
однократная обработка вызывала в
белковой оболочке бактериофага
механические колебания высокой
амплитуды, уничтожавшие вирус. Эффект
основан на так называемом
комбинационном рассеянии света (Рамановском
рассеянии) – белковые молекулы
рассеивают падающий на них свет, сильно
изменяя свои внутренние колебательные
и вращательные частоты.
Ученые
отмечают, что новый метод намного
безопаснее и эффективнее обработки
образцов ультрафиолетовым и СВЧ-излучением
Ультрафиолетовое
излучение не сразу убивает вирусы. Если
недостаточно долго облучать им
помещение, то вирусы выживают. И за счёт
мутаций, вызванных УФ-светом, часто
приобретают ещё более патологические
свойства. И устойчивость к
ультрафиолету. С другой стороны,
слишком долгое и сильное облучение
ультрафиолетом вредит обычным клеткам
организма, что делает методику
неприменимой для очистки крови,
например.
Также
невозможно очистить кровь от вирусов и
при помощи СВЧ-излучения. Вода в
клетках слишком сильно поглощает волны
микроволнового диапазона, что приводит
к её разогреву и гибели клеток.
В
дальнейшем группа под руководством
профессора Кон-Тон Сена с физического
факультета Университета Аризоны
попытается применить свой метод для
уничтожения ВИЧ и вируса гепатита С. А
также проверить, не вредит ли метод
живым клеткам млекопитающих. Если
клетки выдержат, впоследствии метод
начнут использовать для очистки
донорской крови, а также при гемолизе
крови. |
Spirit
махнул рукой на бурю
Сверхгигантская
буря, которая обрушилась на марсоходы
Spirit и Opportunity, кажется, стихает. По
крайней мере, погода улучшилась
настолько, что оба аппарата смогли
перезарядиться. Более того, Spirit даже
проверил работоспособность своих
манипулятора и фотокамеры. Похоже, что,
когда буря уйдёт, роверы снова смогут
приступить к работе.
У
работающих с марсоходами Spirit и Opportunity
ученых и инженеров NASA хорошие новости:
пылевая супербуря, поставившая под
угрозу само существование марсоходов,
кажется, стихает. По крайней мере,
количество света, которое достигает
поверхности Красной планеты,
существенно увеличилось. Солнечные
батареи Spirit вырабатывают теперь 295 Вт/ч,
а Opportunity – 243 Вт/ч. Для сравнения:
последние недели эти параметры
составляли 261 и 128 Вт/ч соответственно.
Улучшение
погоды позволило Opportunity полностью
зарядить свою аккумуляторную батарею.
Аккумуляторы Spirit также близки к
полному заряду: хотя его солнечные
батареи вырабатывают больше энергии,
но Spirit и тратит больше. Ученые даже
позволили себе поиграться с марсоходом:
впервые за три недели пошевелили его
рукой-манипулятором и отправили её
снимки на Землю.
Помимо
прочего, на Марсе в окрестностях
роверов еще и потеплело, что позволило
избежать переохлаждения приборов:
температура основного модуля
электроники Opportunity повысилась с –37° до
–33,4° C.
Тем
не менее пока что ситуация не очень
ясная. Прежде всего, непонятно,
улучшилась ли погода временно или буря
действительно идет на убыль. В любом
случае, говорит Джон Каллас,
руководитель проекта роверов в NASA, пока
что сеансы связи с марсоходами будут
ограниченными, чтобы не тратить
энергию. Тем более нет речи о
передвижениях аппаратов.
Напомним,
что более месяца назад астрономы из NASA
решили спустить один из двух своих
марсоходов – более исправный Opportunity –
в кратер Виктория. При этом изначально
они не очень верили, что ровер сумеет
выбраться обратно. Однако специалисты
решили, что возможность изучить состав
дна крупного кратера стоит утери
марсохода. Тем более что он все равно
превысил расчетный срок своей работы
более чем в 12 раз.
Удобное
место для начала спуска уже выбрали, но
тут вмешалась
погода: на Марсе разыгралась
нешуточная пылевая буря. Первоначально
в NASA заявили, что спуск откладывается
минимум до 13 июля. Однако за две недели
площадь бури выросла до 18 миллионов кв.
км. Более того, рядом с ней появилась
вторая, занимающая территорию в 8
миллионов кв. км. Число фотонов,
долетающих до солнечных батарей
роверов, уменьшилось примерно в 100 раз.
Поэтому специалисты перевели аппараты
в режим жёсткой экономии
электроэнергии и стали пережидать.
Некоторые
даже заранее помянули безвременно
почившие аппараты.
Однако,
судя по всему, сюрпризы от самого
удачного марсианского проекта NASA ещё
не закончились. Поэтому «Газета.Ru»
продолжает следить за приключениями
марсоходов Spirit и Opportunity.
Алексей
Паевский
SPIRIT
И OPPORTUNITY
Изначально
марсоходы должны были называться
аббревиатурой MER (Mars Exploration Rover), но по
результатом конкурса им дали имена Spirit
(«Дух») и Opportunity («Возможность»). Такие
названия марсоходам дала победившая в
конкурсе девятилетняя девочка София
Коллиз, уроженка Сибири, в двухлетнем
возрасте удочеренная семьей из США. |
Главная > Это
интересно > Новости
физики и космонавтики > Новости физики и
космоса. Выпуск 15 (90) |