Техника - молодёжи 2000-03, страница 14
н о В О С Т И НАУКИ АТОМНЫЕ ИГЛЫ БУДУЩЕГО Ученые из НИИ лазерной физики (Санкт-Петербург) готовы взяться за создание атомных «игл» — сверхузких пучков света и нейтральных атомов. В перспективе это позволит изучать ядерные реакции без гигантских ускорителей и подземных ядерных взрывов, создать сверхплотные носители информации и... Во времена «холодной войны» США и СССР долго пытались создать мощное лазерное и пучковое оружие, способное издалека уничтожать ракеты и спутники противника. В конце 80-х эти работы в обеих сверхдержавах были по разным обстоятельствам свернуты. Однако остался внушительный научный задел, который можно с успехом использовать в мирных целях. Основная задача, вставшая перед учеными, — как достичь «эффекта инженера Гарина», то есть увеличить плотность потока энергии в лазерном луче. Было известно, что это можно сделать, либо «укорачивая» по времени световые импульсы, либо уменьшая диаметр пучка. Его пытались сузить и с помощью обычных линзовых систем, и применяя эффект «самофокусировки», то есть когда линза под действием мощного излучения в определенной среде становится «протяженной». Но при всех ухищрениях диаметр светового пучка все же оставался недопустимо большим — превышал длину световой волны. Авторитетные специалисты заявляли: ограничение непреодолимо, сделать «концентрированный» лазерный луч не удастся... Но открытие — это всегда «то, что невозможно». Сумев преодолеть вязкое предубеждение коллег, сотрудники НИИ лазерной физики под руководством профессора Н.Розанова теоретически строго доказали, что природой не поставлено ограничений на ширину пучков. В среде с самофокусиро-вочной нелинейностью (для нее показатель преломления увеличивается с ростом интенсивности излучения) ширина установившегося пучка определяется мощностью излучения. При высокой мощности пучок способен схлопываться в «канал», ширина которого может быть даже намного меньше длины световой волны. Итог исследования: требуемая концентрация электромагнитной энергии в лазерном луче вполне достижима! Ученые-питерцы считают, что технически возможно уже в ближайшем будущем получить оптическую «иглу», с помощью которой удастся решать самые разные задачи. Например, формировать изображения объектов, размеры которых гораздо меньше длины световой волны, записывать информацию с невиданной сегодня плотностью, производить элементы наноэлектро-ники с размерами, близкими к размерам атомов. Исследователи говорят и о возможности создания атомных «игл» — мощных пучков нейтральных атомов с диаметром всего несколько микрон. По мнению российских ученых, эти «иглы» произведут подлинную революцию в практических ядерных исследованиях — позволят отказаться от справедливо тревожащих общественность экспериментов, проводимых в огромных реакторах и при подземных ядерных взрывах. Не понадобятся новые гигантские (потрясающие как размерами, так и стоимостью) ускорители, и в то же время эксперименты будут не виртуальными (мо делируемыми на компьютерах), а реальными — только с микроскопическим количеством «рабочего тела». Перспективы, что ни говори, весьма радужные. Но, обрисовывая их, ученые помалкивают о другой стороне возможного создания «гиперболоида» — о новом витке «военной лазерной мысли», от чего заранее пробегает холодок по спине. Впрочем, пока это лишь теория... □ МАЛЫЙ БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ Сенсационный эксперимент с воссозданием в лабораторных условиях «Большого Взрыва», с которого, по представлениям современных физиков, началась наша Вселенная, состоялся в феврале в ЦЕРНе (Европейском центре ядерных исследований в Женеве). Физики из 20 стран в серии из 7 экспериментов воспроизвели, по их расчетам, «первичную форму материи», которая, вероятно, существовала в то время, когда Вселенной было от роду 10 мкс. В огромном синхротроне при температуре, в 100 тысяч раз превышающей температуру в центре Солнца, было достигнуто 20-кратное, по сравнению с известным ядерным состоянием, уплотнение материи. Ученые нагрели протоны и нейтроны ядер свинца до такой степени, что они расплавились и превратились в невиданную ранее человечеством форму материи — сжатый газ, состоящий из частиц, называемых кварками и глюонами, — так называемую «кварк-глю-онную плазму». Это состояние материи могло быть присуще совсем юной Вселенной — практически сразу после Большого Взрыва, гипотезу о котором одним из первых выдвинул наш соотечественник Георгий Гамов; сегодня ее поддерживает большинство ученых. Сам эксперимент в ЦЕРНе готовился несколько лет и получил полушутливое название «Маленький Взрыв». Некоторые ученые с тревогой предупреждали экспериментаторов о непредсказуемых последствиях этого мероприятия, о возможной угрозе... для самого существования нашей Земли, а то и Вселенной в целом. В частности, вполне солидные специалисты высказывали мысль, что может начаться неконтролируемая реакция по превращению всей материи в новое состояние. Вероятность того, что сталкивающиеся частицы достигнут такой высокой плотности, что породят на месте нашей планеты черную дыру, также не казалась скептикам «исчезающе малой». Страхи оказались напрасными — все прошло, а мы даже не успели испугаться! (Подробнее об этом эксперименте — в одном из ближайших номеров «ТМ». — Ред.) □ СИБИРЯКИ ПОМОГАЮТ ШТАТАМ БОГАТЕТЬ Ученые и технологи из новосибирского Института катализа имени Г.К. Боре-скова под руководством профессора Г.И. Панова разработали метод переработки вредных промышленных отходов (закиси азота) в ценное химическое сырье. Метод начал успешно применяться... В Америке. То, что Земля задыхается от отходов промышленной деятельности человека, — общее место. Но пока философы и социологи рисуют апокалиптические прогнозы, ученые-практики предпочитают действовать. Они убеждены, что от пресса технологий ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 3 2000 человечество спасут... технологии. Конкретно — так называемые «сопряженные» технологии, при которых отходы одного производства служат материалом для другого. Этакая перманентная трансмутация... (пардон) дерьма в конфетку. Одна из первых «спасительных ласточек» уже появилась. Причем у нас, в России. В неистощимом на идеи новосибирском Академгородке научная группа под руководством профессора Г.И. Панова придумала и воплотила на практике способ переработки закиси азота — отхода производства адипиновой кислоты (широко применяемой в промышленности для изготовления ней-лона-6,6). Обычно закись азота сжигают в атмосфере метана, что и недешево, и «небезотходно». Сибирские ученые предложили каталитическую систему на основе железосодержащих цеолитов, на поверхности которых вредная закись расщепляется на составляющие элементы. Благодаря каталитическим свойствам железа, входящего в состав цеолитов, молекулярный кислород, освобождающийся из закиси азота, превращается в активный атомарный кислород. Таким образом, азотная закись в присутствии цеолитов становится мощным окислителем, превращающим устойчивые к окислению метан и бензол соответственно в метиловый спирт и фенол. А они как раз и есть искомая «конфетка»! Ведь эти полученные из «бяки» вещества — весьма ценное сырье для производства разных полимеров, пластмасс и синтетических смол. «Скорбный труд» новосибирцев не пропал втуне. Пока наша промышленность, тяжело и мутно поднимающаяся после нокаута «реформаторов», еще не способна внедрять у себя новые технологии, перспективную разработку заметили за океаном. С ее помощью в прошлом году уже начали про-мышленно получать фенол каталитическим окислением бензола. Пилотный реактор по сибирской технологии, заработав на заводе крупнейшей американской компании по производству нейлона-6,6, дает оборотистым янки 0,4 кг фенола в час на 1 кг катализатора. Так что же, да здравствует российско-американская дружба, самая экологически чистая в мире?! □ БЫСТРАЯ ВИЗИТКА МЕТАЛЛОВ В Институте спектроскопии РАН (г. Троицк Московской обл.) создали портативный переносной прибор для экспресс-анализа и сортировки металлических сплавов. Современные сплавы внешне «все на одно лицо». Примеси легирующих добавок (связанные с разным технологическим назначением) на глазок не разглядишь — нужны приборы. Не так давно состав сплавов определялся только в больших стационарных химических лабораториях. Скорость анализа и точность результатов оставляли желать лучшего. Последнее время для этого стали использовать спектральные методы. Постоянно совершенствуясь, эти методы (тоже, по сути, стационарно-лабораторные) все же не давали требуемой точности и скорости. Сотрудники Института спектроскопии разработали установку, в которой с помощью вольтовой дуги или высокочастотного разряда частичка сплава испаряется, и ее 12 |
