Техника - молодёжи 1999-07, страница 15

следует, что чем точнее мы хотим определить скорость частицы или атома, тем неопределеннее становится для нас их положение в пространстве.

Если температура атома или частицы приближается к нулю, то и быстрота их движения тоже стремится к той же величине. Но поскольку нуль — число конкретное, то и скорость определяется все четче, а значит, положение атома в пространстве должно становиться все «размазаннее». Границы его делаются неясными, размытыми. Область, в которой он может находиться, достигает огромных, по сравнению с первоначальными, размеров. А когда такие разбухшие атомные сгустки теснятся в малом объеме, им ничего не остается, согласно теории, как слипнуться в конденсат.

Не все, правда, атомы могут слипаться — одним это разрешено, а другим запрещено законами физики. В частности, принципом запрета, который сформулировал Вольфганг Паули. Запрещение распространяется примерно на половину элементов периодической таблицы. Но остается еще вторая половина, с которой можно экспериментировать.

Чтобы охладить вещество, нужно замедлить движение его атомов. Абсолютный нуль — это отсутствие всякого движения. Такова простая истина, но как она трудно достижима!

Представим себе, как атомы натрия вылетают из крошечного отверстия в охлаждающую камеру и попадают в ло

вушку из лазерных лучей Фотоны атакуют атомы в «лоб», тормозя их... И вот частицы натрия уже не могут передвигаться с нормальной скоростью, а ползут, покрывая за секунду всего несколько миллиметров.

Движение натриевых атомов становится медленнее, а их температура все ниже. Однако до абсолютного нуля еще далеко — целых 500 миллиардных долей градуса! Но возможности лазерного торможения оказываются уже исчерпанными.

Тогда атомы натрия подвергают дальнейшему охлаждению электромагнитным «выпариванием». Из камеры, где они находятся и откуда выкачан почти весь воздух, магнитное поле удаляет атомы с высокой энергией, то есть самые теплые из «подмороженных». Остаются же частицы с низкой энергией, то есть самые холодные И когда температура снижается еще в 10 раз, они начинают слипаться. Конденсат Эйнштейна—Бозе получен.

До этой точки и дошли предшественники Лины Хау — нобелевские лауреаты 1997 г. Она повторила их путь, а затем пошла дальше.

Как только конденсат создан, спаренные лазеры, излучение которых раньше осуществляло лишь торможение влетающих атомов натрия, меняют свой режим Излучаемые ими фотоны настраиваются как бы в резонанс с пойманными в ловушку частицами. Говоря упрощенно, теперь каждый лазер стреляет

короткими импульсами в конденсат с таким расчетом, чтобы некоторые из фотонов проскакивали через прозрачную среду, сквозь комки из слипшихся атомов. Однако скорость движения их при этом снижается в 20 млн. раз!

«Заторможенный» свет затем направляется в целый лабиринт из маленьких зеркал, который группа Лины Хау построила на столе. При этом заметно, что передвижение «зайчиков» отнюдь не мгновенное, а куда более медленное — со скоростью порядка 60 км/ч.

Поскольку в успехе эксперимента сомневаться не приходится — даже невооруженным глазом видно, что световые импульсы движутся не спеша — скептики интересуются у счастливой экспериментаторши, а какой, собственно, прок от ее затеи? Но Лина не теряется и отвечает, что, по крайней мере, одну работу заторможенному свету она уже нашла. Он будет работать в фотонных линиях задержки и переключателях, которые смогут еще больше расширить возможности ОВМ — оптических вычислительных машин, которые вот-вот должны прийти на смену традиционным ЭВМ.

Ну а что дальше — будущее покажет. Ведь никто же поначалу не мог себе представить, насколько обширной окажется сфера деятельности, скажем, рентгеновских лучей, как только они были открыты. А теперь мы не мыслим себе жизни без них... То же самое произойдет — дайте срок — и с заторможенным светом. ■

Первое объяснение, которое приходит в голову, — дробь подобрана специально, как редкое исключение. Но новый способ можно применить к любой случайно выбранной дроби. Взять хотя бы уже приведенный пример — 16/64. Убираем там и там шестерку и получаем... правильно, одну четвертую.

Еще дробь, взятая наугад: 19/95. При любом способе упрощения, и старом, и новом, ответ одинаковый — 1/5.

Как видно, сокращаться могут цифры, занимающие разные позиции, то есть когда одна обозначает количество десятков, а другая — сотен или тысяч; сокращаются одинаковые группы цифр, как сокращались бы группы нулей в дроби типа 100/10000 = 1/100. Например, в дроби 681 /8172 в числителе и знаменателе есть одна и та же последовательность цифр: 81 Опустив их, получим 6/72. На этом этапе уже не остается одинаковых цифр, так что упрощаем по старинке, деля на 6. Ответ верный — 1/12. Примеры можно усложнять до бесконечности:

327/2725 = 3/25; 242/4235 = 2/35; 833/3332 = 8/32.

И так далее. Результат неизменно правильный. Можно сокращать группы из трех цифр, разницы не будет: 1851/85146= 1/46; 7259/25925 = 7/25. И еще один пример с нулем. Новый метод рассматривает его наравне с лю

бой другой цифрой, и обращение с ним такое же, иными словами, его позиция совершенно не принимается в расчет: 6081/8108 = 60/08 = 6/8 = 3/4.

Можно приводить все новые и новые примеры, но это будет уже скучно. Зато интересно узнать, применимы ли обычные теоремы арифметики к дробям, упрощенным таким образом. Можно не волноваться, ответ положительный; новый метод так же универсален, как и любой другой математический закон.

Известно, например, что если умножить или разделить числитель и знаменатель дроби на одно и то же число, значение дроби от этого не изменится Возьмем уже приводившийся пример: 6081/8108. Значение этой дроби после упрощения на 81 и на 0 — 6/8. Умножив числитель и знаменатель исходной дроби на 2, получим 12162/16216, что после упрощения на 162 дает 12/16 = 6/8.

Если умножать на 3: 18243/24324 = = 18/24 = 6/8.

Можно умножать на 4,5,6,7 и т.д., упрощение всегда будет возможно. Например, если все ту же дробь умножить на 7, получится 42567/56756, что после сокращения на 567 даст 42/56 = 6/8

Деление числителя и знаменателя даже на десятичную дробь не изменит результата. Так, 6486/48645 упрощается до 6/45, что равно 2/15. А если пойти

/дробей

со

другим путем и разделить обе части дроби на 1,5, то получаем 4324/32430, выбрасываем группу 324, и у нас остается 4/30 = 2/15. Иными словами, способ работает, какие бы арифметические операции ни производились над дробями.

Никто сходу не сосчитает в уме, сколько будет 133703/7037. Но, произведя уже знакомое действие, мы сразу переходим к дроби 133/7, а там можно и устно сосчитать ответ — девятнадцать.

Теория, конечно, до сих пор вызывает у многих большие сомнения. Скептики говорят, что Рюекберг для демонстрации своего метода просто-напросто тщательно подобрал исключения из общего правила. Однако учитывая количество приведенных примеров, стоит все-таки задуматься, по какому же принципу он проводил свой отбор...

Читатель волен присоединиться как к скептикам, так и к самому Рюекбергу; не приводя здесь «базовой теории» нового метода, мы предлагаем тем, кто заинтересуется, попробовать самостоятельно доказать или опровергнуть правоту американского ученого. Ждем ваших писем! Мы же, со своей стороны, в одном из ближайших номеров опубликуем математическое обоснование «метода Рюекберга» из французского журнала Science et vie. ■

m

4 Техника молодежи N? 7

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 7 9 9