Текст книги "Журнал "Компьютерра" №760"

Автор книги: Компьютерра Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 10 страниц)

Мотор для нанороботов

Ученые вовсю обсуждают проекты нанороботов, которые смогут выполнять массу полезной работы вроде сборки электронных схем или точечной доставки лекарств. Но эти механизмы нужно будет как-то приводить в движение, а обычные электромоторы, к сожалению, нельзя так просто уменьшить до наномасштабов.

Чтобы решить эту проблему, было решено позаимствовать идеи у природы. Некоторые бактерии передвигаются благодаря специальным жгутикам, которые приводятся в действие биомолекулярными моторами на туннелирующих протонах. Похожую искусственную конструкцию, в которой вместо протонов будут туннелировать электроны, решили просчитать химики из Иллинойского университета в Чикаго. Для этого они воспользовались полуклассическим методом молекулярной динамики. Ось ротора сделали из углеродной нанотрубки, к которой присоединяли три или шесть «балок» из длинных молекул с проводящими углеродными шарами – фуллеренами – на концах. Конструкцию, напоминающую рабочее колесо водяной мельницы, поместили между двумя электродами из проводящих молекул. Если на них подать напряжение, то электроны станут по одному туннелировать на проводящие шары и создавать вращающий момент, который приведет ротор в движение. На ось-нанотрубку можно посадить несколько колес, что увеличит крутящий момент и сделает вращение более плавным.

Расчеты показали, что такой наномотор будет хорошо справляться с нагрузкой, устойчиво работая даже при комнатной температуре. Кроме того, конструкция не боится дефектов и примесей, которых трудно избежать в конструкциях подобных масштабов. А по своим параметрам мотор на туннелирующих электронах значительно превосходит природные аналоги. Например, он сможет вращаться в миллион раз быстрее протонных биомоторов. И теперь остается самое главное – реализовать предложенную конструкцию в эксперименте и убедиться, что расчеты правильно предсказывают ее параметры. ГА

У начала времен

Лучшие кадры звездного неба получают с телескопов, выведенных в открытый космос. Однако и возможности наземной астрономии далеко не исчерпаны, доказательством чему служит уникальное фотополотно, опубликованное сотрудниками Южной Европейской обсерватории (ESO). Изображение с разрешением более 27 мегапикселов содержит самые далекие из когда-либо наблюдаемых с поверхности Земли объекты в ультрафиолете. По словам астрономов, самые старые из них запечатлены такими, какими они были спустя два миллиарда лет после Большого взрыва.

В основу композитного полотна легли фотографии, полученные за сорок часов наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне, проведенных в обсерватории Very Large Telescope (Чили) на четырех телескопах с зеркалами по 8,2 метра. Дополняют картину пятнадцать часов съемки в видимой части спектра, выполненной с помощью телескопов той же обсерватории. В пресс-релизе не уточняется, сколько времени потребовалось на то, чтобы осуществить 55 часов «чистых наблюдений», но, по всей видимости, полотно совмещает снимки, сделанные на протяжении нескольких лет.

Впрочем, чтобы заглянуть в начало времен, одной лишь техники мало. Необходимо также "окошко" в пространстве, свободное от пыли, близких звезд и галактик. Одним из таких окон является небольшой участок южного неба. Область специально искали для рентгеновской обсерватории Chandra, поэтому она получила название Chandra Deep Field South (CDF-S). В поле зрения телескопов, изучающих CDF-S, попадает лишь несколько звезд, принадлежащих нашей галактике, – все прочие объекты удалены на миллиарды световых лет.

Несмотря на крохотную площадь, ценность "глубокого поля Чандры" для науки огромна. Исходя из господствующей теории об однородности Вселенной, можно предположить, что и в любом другом направлении звездное небо будет выглядеть схоже, демонстрируя те же принципы распределения галактик, подчиняясь аналогичным законам и т. д. Таким образом, результаты анализа CDF-S можно экстраполировать и на другие участки космоса. В настоящее время "поле Чандры" является одним из двух участков небосклона, изучаемых в рамках проекта GOODS – глобальной инициативы, объединившей астрономов со всех уголков планеты. GOODS предполагает скрупулезное изучение далекого космоса с использованием всех доступных астрономам инструментов. Тем не менее, несмотря на пристальное внимание научного сообщества, CDF-S не посвящено даже странички в Википедии. Конечно, быть может, полученные снимки не так ярки и красочны, как сделанные орбитальным телескопом Хаббла. У того есть свои "окошки" – Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field, – сквозь которые телескоп различает объекты, появившиеся всего через несколько сот миллионов лет после рождения Вселенной. Однако научная ценность снимков Хаббла едва ли превосходит наземные, сделанные под эгидой ESO. Хотя бы потому, что "поле Чандры" покрывает в разы большую площадь небосвода и содержит большее число галактик и других объектов. ЕЗ

Друзья из микроволновки

Возможно, вскоре девушкам придется задуматься о выборе новых объектов для своих грез. Их извечные «лучшие друзья» – бриллианты – могут совсем обесцениться. Физики из Вашингтонского института Карнеги разработали дешевую технологию выращивания алмазов великолепного качества и практически неограниченных размеров.

Сегодня известно несколько способов получения искусственных алмазов, однако все они требуют использования в технологическом процессе высоких температур и давлений. Это накладывает серьезные ограничения на размеры и чистоту получаемых алмазов. Тем не менее на 20 тонн природных алмазов, добываемых ежегодно, ныне приходится 600 тонн искусственных, применяемых в промышленности.

В одном из методов алмазы выращиваются атом за атомом путем химического осаждения паров углерода из углеводородной плазмы на подложку. Однако вместе с атомами углерода туда попадают и атомы примесей, для удаления которых приходится использовать отжиг при высокой температуре и давлении. Самый большой желтый алмаз, полученный таким способом, весил 34 карата и был около сантиметра в поперечнике.

В новой технологии отжиг идет в водородной плазме при давлении меньше половины атмосферы в микроволновой печи при температуре 2200 градусов Цельсия. Время отжига составляет от долей минуты до нескольких часов. Алмазы при этом получаются с беспрецедентно малым количеством примесей и великолепными оптическими свойствами. Поскольку высокие давления уже не нужны, размеры выращиваемых алмазов ограничены лишь размерами камеры микроволновой печи, а их качество выше, чем у лучших природных алмазов.

Вероятно, новые алмазы найдут применение в мощных лазерах и другой научной аппаратуре. Поскольку наладить дешевое массовое производство таких алмазов не составит труда, им найдется и множество других дел. А вот ювелирам самое время схватиться за голову – отличить природные алмазы от искусственных будет теперь гораздо труднее. ГА

Левая жизнь

Физикам из Аргоннской национальной лаборатории США впервые удалось показать, что вторичные электроны с поляризованным спином, выбитые рентгеновскими лучами из намагниченного материала, по-разному влияют на скорость химических реакций левых и правых молекул. Этот важный результат может пролить свет на одну из тайн возникновения жизни.

Как известно, многие сложные молекулы обладают свойством хиральности и несовместимы со своим зеркальным отражением. Левые и правые молекулы по-разному вступают в некоторые химические реакции, но при синтезе хиральных молекул каждой разновидности получается поровну. Это сильно затрудняет получение лекарств и других соединений, поскольку все хиральные молекулы в живых организмах левые, а употребление вместо них правых может вызвать сильнейшее отравление.

Известно, что преобладание в выходе химической реакции левых молекул можно получить, облучая реагенты светом с круговой поляризацией. Такой свет редок на Земле, хотя и может возникнуть в межзвездном пространстве, что является доводом сторонников гипотез о внеземном происхождении жизни. Другой возможный механизм преобладания левых молекул состоит во влиянии на реакцию электронов с определенной поляризацией спина. Такие электроны могут возникнуть и на Земле при попадании космических лучей в намагниченное железо или другой магнитный материал. Шансы такого развития событий гораздо выше. И теперь принципиальная возможность этого механизма впервые доказана экспериментально.

Ученые взяли образец пермаллоя (магнитного сплава железа и никеля) со сверхчистой поверхностью и в глубоком вакууме покрыли его тремя молекулярными слоями правого 2-бутанола. Образец облучали рентгеном, выбивая из него электроны, преобладающее направление спина которых определялось направлением намагниченности образца. Меняя намагниченность пермаллоя, ученые надежно установили, что скорость диссоциации бутанола или его вылета с поверхности изменяется на 10% в зависимости от поляризации электронов. Поменяв правый бутанол на левый, экспериментаторы вновь убедились в аналогичной десятипроцентной разнице.

Разумеется, то, что жизнь получилась левой именно так, пока остается гипотезой. В ближайшее время ученые намерены выяснить, будет ли этот эффект наблюдаться и в экспериментах с простейшей аминокислотой – аланином. Еще нужно как следует промерить степень поляризации выбиваемых электронов. И если все получится, можно будет подумать, как этот эффект использовать при синтезе лекарств и других соединений. ГА

Нано уже дома

К неприятным выводам пришли физики из Национального института стандартов и технологий США, измерившие количество и размер наночастиц, источниками которых являются обычные кухонные приборы вроде газовых плит, моторов кофемолок, нагревателей утюгов и тостеров.

Разработанная аппаратура, способная обнаруживать наночастицы размером 2–64 нм, и специально созданный тестовый стенд позволили провести серию из полутора сотен экспериментов с различной кухонной утварью. То, что в процессе приготовления пищи возникают наночастицы, было известно и раньше, но все измерения производились для частиц размером больше 10 нм. А оказалось, что мелких (2–10 нм) наночастиц образуется на порядок больше, чем крупных. Среди них преобладают частицы размером примерно 5 нм. Их источником являются в основном газовые и электрические плиты.

Дополнительные тесты показали, что большая доля наночастиц производится именно на кухне, и лишь около 5% проникает извне. Это тем более неприятно, что люди, занятые готовкой, порой проводят у плиты продолжительное время. А ведь мелкие наночастицы могут быть опасны для здоровья, вызывая болезни дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Впрочем, связь наночастиц и различных заболеваний еще недостаточно исследована. Во всяком случае, пока ученые разбираются с наночастицами, лучше поменьше греметь кастрюлями и побольше гулять на свежем воздухе. ГА

И «концы» в Землю?

Что ни день, поступают тревожные новости о глобальном потеплении. Споры о том, действительно ли оно вызвано деяниями человечества, то стихают, то разгораются с новой силой. Вроде бы существенная часть ответственности на нас все-таки лежит. Впрочем, связей внутри биосферы, влияющих на состав атмосферы и температурный баланс, мы так до конца и не понимаем. Периодически всплывают предупреждения об опасностях: например, потепление может вызвать выброс метана, находящегося на дне океанов и в сибирских болотах. Метан – гораздо более сильный парниковый газ, чем углекислота, и как будет выкручиваться человечество, если в атмосферу поступит его значительное количество, никто не знает.

PNAS (журнал Национальной академии наук США) опубликовал статью, авторы которой утверждают, что углекислый газ из атмосферы можно связывать в залежах перидотитов – горных пород, характерных для верхней мантии. Перидотиты – смесь нескольких минералов (оливина и пироксенов), имеющая темно-зеленый или серо-зеленый цвет. Огромные их запасы залегают довольно глубоко под земной корой, но кое-где они выходят на поверхность. К примеру, мощные выходы находятся на территории Омана. Исследователи показывают, что перидотиты способны связывать значительное количество углекислоты, образуя при этом карбонаты. Такие горные породы связывают углекислый газ и без участия человека, но процесс захоронения парникового газа может быть ускорен в сотню тысяч раз, для чего в слои перидотитов надо закачать горячую воду, обогащенную CO2, дав толчок самоподдерживающейся реакции. Расчеты показывают, что только на территории Омана таким образом можно связать значительную часть (до 15%) углекислоты, выброшенной в атмосферу человечеством.

Помогут ли открывающиеся возможности планетарной инженерии в борьбе с глобальным потеплением? О полном решении проблемы, конечно, речь не идет. Кроме того, не ясно, в какую сумму обойдется сама процедура и как ее исполнитель должен быть связан с теми, кто отравляет атмосферу углекислотой. И все же тщательнее рассмотреть предлагаемый американскими учеными вариант, безусловно, стоит. ДШ

Новости подготовили

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Татьяна Василькова

Владимир Головинов

Евгений Золотов

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Павел Протасов

Дмитрий Шабанов

МИКРОФИШКИ: Микрофишки

  Редкий юзер утруждает себя чтением лицензионного соглашения на софт. Иное дело корпоративные пользователи, которым условия работы с программным обеспечением нужно знать назубок. Хорошо, если в штате предприятия есть «толмач», способный разъяснить все тонкости, но такая роскошь доступна только крупному бизнесу. Впрочем, разработчики и сами заинтересованы проводить ликбез в этой области. К примеру, Microsoft, потихоньку приучающая россиян покупать легальное ПО, недавно запустила программу «Шаг навстречу», которая поможет предпринимателям и въедливым пользователям разобраться в животрепещущем вопросе софт-лицензий. Для изучения азов создан сайт www.microsoft4you.ru, а если размещенной там информации покажется недостаточно, то прямая дорога на тренинги, где специалисты расскажут обо всем в деталях. Словом, сделано все, чтобы юзер забыл дорогу на любимый торрент-трекер и вошел в будущее с чистой совестью и лицензионным ПО.АЗ

Еще одним игровым лейблом стало больше – на свет появился National Geographic Games. Подразделение займется выпуском игр, пропитанных духом Национального географического общества. Уже анонсировано сотрудничество с Namco Bandai Games America и Sony Computer Entertainment, которые подсобят в деле продвижения новых тайтлов. АБ

***

Сетевая жизнь без сервисов Google многим интернетчикам уже кажется немыслимой. Компания раз за разом попадала в яблочко, создавая онлайновые инструменты, которые завоевывали любовь пользователей. Но случается и гугловцам палить в молоко: запущенная в июле трехмерная социальная сеть Lively («КТ» #743-744) будет закрыта, не дотянув даже до полугодового юбилея. Все обжитые аватарами комнаты опечатают под занавес года. Так что у сентиментальных пользователей еще есть время нащелкать скриншотов на память.

От сонма прочих онлайн-вселенных Lively отличается более тесной интеграцией с вебом: свои двери виртуальный мир готов распахнуть прямо в браузере после установки плагина. Изначально сервис создавался кучкой сотрудников Google "для души". Как видно, дав разработке шанс на полноценную сетевую жизнь, руководство по прошествии нескольких месяцев не сочло ее перспективной. Теперь персонал, трудящийся над проектом, будет перекинут на другие направления, которые в компании считают приоритетными: поиск, реклама и бизнес-приложения. АЗ

БЕЗОПАСНОСТЬ : Тайны европейского двора

Автор: Киви Берд

Всякий раз, как речь заходит о прозрачности правительств и перегибах с секретностью в международных или внутригосударственных делах, Европа обычно выглядит куда привлекательнее, чем США. Особенно в последний восьмилетний период правления Буша, когда засекречивание документов в Америке достигло небывалых масштабов. Однако было бы заведомым упрощением считать, будто с этим делом «в Европе хорошо, а в Америке плохо». Всякое упрощение – это всегда искажение реальной картины, которая обычно оказывается далеко неоднозначной, наглядные свидетельства чему преподносит сама жизнь

Итальянский депутат Европарламента Марко Каппато (Marco Cap-pato) попытался детально разобраться с теми механизмами, что управляют внедрением (или, наоборот, блокированием) программного обеспечения с открытыми исходными кодами в структурах европейской власти. В формальном ответе Евросовета на запрос Каппато о том, как продвигается внедрение открытого софта, ему не сообщили ничего конкретного, сославшись на другие документы – отчет по открытому ПО, подготовленный в 2005 году специальным комитетом по информатике, и контракт, заключенный между Евросоветом и корпорацией Microsoft.

Тогда Каппато послал следующий запрос, теперь уже с просьбой выдать ему копии упомянутых документов. В ответ из секретариата Евросовета пришел отказ с такой аргументацией: "Поскольку эти контракты устанавливают особые условия для европейских институтов, раскрытие данной информации может повредить коммерческим интересам Microsoft. Секретариат полагает, что защита коммерческих интересов Microsoft, как одного из партнеров европейских институтов, превалирует над разглашением в интересах общества". Что же касается отчета по открытому ПО за 2005 год, то Евросовет не сохранил копий этого документа, поэтому секретариат ЕС предложил поискать его в других архивах…

Одновременно с этой мелкой, но весьма показательной разборкой обозначился и куда более значительный конфликт. Совет министров Европы отверг официальный запрос правозащитников, требующих открыто опубликовать документы по готовящемуся в тайне от всех международному "антипиратскому торговому соглашению" (Anti-Counterfeiting Trade Agreement, ACTA), активно лоббируемому крупнейшими транснациональными корпорациями. В официальном ответе Евросовета на запрос организации FFII (Foundation for a Free Information Infrastructure) отказ объясняется тем, что раскрытие информации может стать помехой для переговорного процесса, который все еще ведется.

Хотя правительства участвующих в переговорах сторон – США, Канады, Евросоюза, Японии – пытаются делать вид, что ACTA подразумевает не введение новых законов, а просто помощь в лучшей организации крупномасштабных антипиратских мероприятий, мало кто всерьез воспринимает эти заверения. Особенно если учесть, как старательно сохраняется в тайне содержание готовящегося соглашения.

В пресс-релизе FFII масштабность угрозы формулируется следующим образом: "Секретность вокруг ACTA подпитывает озабоченность, что этот договор предоставит владельцам патентов новые средства для вымогательства денег у небольших компаний, лишит людей доступа к недорогим непатентованным лекарствам, приведет к мониторингу интернет-коммуникаций всех граждан и сделает преступлением пиринговый файлообмен".

Пытаясь обосновать возведенные вокруг переговоров стены секретности, Cовет министров ЕС (как и представители других государств-участников) настойчиво проводит грань между обсуждениями нового законодательства, подразумевающими открытый процесс подготовки, и торговыми соглашениями, которые по традиции принято вести в тайне.

В ответ на такой аргумент FFII задается вопросами об общем состоянии европейской демократической практики. ACTA – это так называемое "торговое соглашение", говорится в пресс-релизе фонда. Хотя формально оно не является законодательным предложением, его принятие неизбежно приведет к законодательным и исполнительным обязательствам для всех подписавших документ сторон. А значит, опосредованно он будет иметь те же самые результаты, что и законодательное предложение. Если этот договор будет опубликован лишь после того, как все стороны придут к соглашению, тогда никто – как из национальных парламентов Евросоюза, так и Европарламента – уже не будет иметь возможности досконально изучить документ и внести предложение о поправках. Особую же тревогу правозащитников вызывает аргумент, согласно которому принципы открытости и прозрачности можно игнорировать в интересах "торговых переговоров". Когда, задается вопросом FFII, торговые переговоры становятся более важными, чем принципы демократического законодательства? При суммах в 200 млн. евро? Или, может, миллиард евро? Какая именно установлена цена для демократии?..

Кто одержит победу в этом противостоянии, пока отнюдь неясно. В Европейском Суде, насколько известно, принципиальная позиция FFII в целом находит поддержку. Однако суды тянутся долгие годы, а в конкретной ситуации времени остается совсем немного.