Техника - молодёжи 2005-08, страница 22

СМЕЛЫЕ ГИПОТЕЗЫ

и станет черной. Черная трава и листья смотрелись бы жутковато даже в фильме ужасов, но, с точки зрения антенщи-ка, это истинное совершенство.

Хотя есть и противоположное мнение: «совершенству нет предела». Любопытно, какое из суждений применимо к нашему случаю, когда пределы четко обозначены краями полосы поглощения на рис.2 и 7,а. Добавляя новые вибраторы (рис.8), попытаемся расширить полосу за границы видимого диапазона (380 нм —760-нм). Не тут-то было. Двигаться по спектру влево бессмысленно: ультрафиолетовый 170-нм вибратор мало что примет, так как четвертьволновые плечи красного вибратора отражают волны к -340 нм. Но и вправо идти незачем: инфракрасный вибратор, будучи установлен в антенну, своими плечами отразит синюю составляющую — шунтирует синий 220 -нм вибратор и П-образная кривая, сохранив ширину, сместится в низкоэнергетическую инфракрасную область. Получается, что предел совершенству все-таки есть, и выход за границы октавы 2:1 невозможен без снижения КПД системы. Это справедливо, когда антенны смотрят куда попало. Если же они ориентированы на источник, эффективность перестает зависеть от числа вибраторов Отсюда условие: решетка многовибраторных антенн должна следить за Солнцем, как корзинка подсолнечника.

Несмотря на проведенную модернизацию, от нашей антенны по-прежнему никакого проку — вся поглощенная вибраторами энергия выделяется на нагрузке, в то время как электролизеру нужен постоянный ток. Да вот беда, ток антенны нечем выпрямить — не существует дио

дов, способных работать в оптическом диапазоне. Полупроводниковому прибору необходима релаксация после каждого периода тока через переход, и с достигнутым сегодня рекордным временем восстановления х ~ 10~¹² с. остается только мечтать о частоте 10¹⁵ Гц. Но без выпрямителя наша затея обречена, и это ставит перед выбором: либо отыскать в хлорофилле необходимую элементную базу, либо впредь не заикаться об электролизе.

О подходящем диоде, а заодно и цвете травы, наш журнал конспективно уже рассказывал («ТМ» №12/01), так что повторы неизбежны.

Как известно, напряженность электрического поля возрастает на проводящем острие и уменьшается во впадине. Концентрация напряженности используется в разного рода ионизаторах (люстра Чижевского) и острийных катодах, вызывает ионный ветер и коронный разряд, в том числе под действием атмосферного электричества (название этому явлению дала церковь «Святого Эльма», на шпилях которой особенно часто наблюдалось свечение). Теоретически напряженность обратно пропорциональна радиусу кривизны, и на заострении, сведенном к математической точке, стремится к бесконечности. Понятно, что материальная игла не может быть острее венчающего маковку атома, фактически лучшие иглы зондовых микроскопов еще тупее, но все же увеличивают напряженность почти в сто раз.

Спад напряженности во впадине (предельный случай — внутри полой металлической сферы) менее популярен, зато оглушителен, так как находит применение

в электростатическом генераторе Ван-де-Граафа и природном аналоге его высоковольтного электрода — грозовом облаке.

Для создания сверхдиода также понадобится способность электрона проникать через малый зазор между проводниками. Явление это называется туннелированием, а зазор — туннель-но-прозрачным. Как электрону удается преодолеть участок цепи, где проводника нет, вопрос тяжелый, но не для квантовой механики, которая со свойственной ей раскованностью «объясняет» туннелирование принципом неопределенности. Некоторые усматривают в этом характерное для эрзац-науки затыкание дыры большей дырой, а нобелевский лауреат Ф. Содди говорит даже о «чисто метафизическом выведении всей квантовой теории, включая Периодический закон, из принципа неопределенности Гейзенберга, основанного на сомнительном убеждении в юм, что невозможность точного физического измерения связана скорее с изъяном Природы, чем с неумением человека». Однако не будем отвлекаться, примем туннелирование как данность, как процесс, который независимо от глубины наших знаний, начинается с расстояния ~ 1 нм.

Объединив все эти эффекты модным нынче приемом «три в одном», получим наноминиатюрное устройство, размеры которого исключат не только грохот и огни Эльма, но даже возможность увидеть его в лучший оптический микроскоп. Изображенные на рис.9 плоские электроды служат полюсами диода, и являются проекцией, точнее, осевым сечением трехмерной конструкции в виде иглы над воронкой (рис.10, а). Такая конфигурация создает условия, в которых электрону легче покинуть полюс-острие и войти в антиострие, чем проделать обратное, а это и есть униполярная проводимость — непременное свойство диода.

Пожалуй, здесь необходимо пояснение. Градиент электрического поля в зазоре организует униполярную проводимость в силу того, что носителями тока служат исключительно электроны. Водись в проводнике, наряду с электронами, столь же подвижные положительные заряды, вольтамперная характеристика нашего устройства отображалась бы прямой линией. Лишь асимметричность

²⁰ В «