Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

02.07.2007
14:23

Полмиллиона Apple за три дня

    За три дня с момента появления в открытой продаже коммуникатора iPhone компании Apple удалось продать около полумиллиона этих устройств. К таким выводам пришли . . .

02.07.2007
12:25

Искусственная кожа

    Британская компания Intercytex разработала искусственную кожу, которую можно использовать для заживления ран. Результаты предварительных испытаний изобретения . . .

02.07.2007
11:57

Действительно ли постоянна скорость света?

    Группа ученых из разных стран под руководством Хольгера Мюллера (Holger Mueller) из Стэнфордского университета более года проводила опыт Майкельсона-Морли по измерению . . .

02.07.2007
11:45

Cisco и суперкомпьютеры

    Компания Cisco подтвердила свое лидерство в качестве ведущего поставщика открытых сетевых соединений для 50 крупнейших высокопроизводительных суперкомпьютерных . . .

02.07.2007
11:41

Очередное обновление TOP500

    Суперкомпьютер IBM Blue Gene /L продолжает четвертый год подряд занимать лидирующие позиции в списке 500 самых мощных суперкомпьютеров, очередной выпуск которого был . . .

02.07.2007
11:23

США мобилизуется

    В связи с резолюцией конгресса США, которая предписывает американским госучреждениям поощрять надомную работу, компания Cisco исследовала степень . . .

28.06.2007
12:15

Запущена социальная сеть для собак

    Люди, считающие, что их домашние животные - почти люди, запустили в Интернете социальную сеть для собак. Сайт Dogster, созданный в Сан-Франциско, является "расцветающим . . .

28.06.2007
12:13

40 лет назад в Лондоне был установлен первый банкомат

    Причиной появления столь полезного изобретения стала проблема очередей и невозможности получить свои деньги в банковских отделениях в выходные дни. Англичане . . .

27.06.2007
15:19

Ввод Большого адронного коллайдера в эксплуатацию откладывается

    Европейский центр ядерных исследований (CERN) объявил о том, что ввод большого адронного коллайдера в эксплуатацию откладывается. Большой адронный коллайдер (Large . . .

27.06.2007
15:16

Китайские футболисты-роботы выиграли чемпионат мира

    Главный приз международных соревнований по футболу среди роботов завоевали китайские механические "спортсмены". Почетный трофей был вручен на прошедшем недавно . . .

27.06.2007
12:29

Sun построит самый быстрый суперкомпьютер

    Компания Sun построит самый быстрый в мире суперкомпьютер, сообщает The New York Times. Один из основателей и главный инженер компании Андреас фон Бехтольсгейм (Andreas von . . .

18.06.2007
14:27

Свет, преломленный "наоборот"

    Физики все активнее работают над созданием материалов, которые преломляют свет "наоборот". На базе этого оптического эффекта, возможно, появятся объективы, обеспечивающие сверхчеткую видимость, а также способы сделать материальные объекты невидимыми. В октябре прошлого года ученые Университета Дьюк продемонстрировали в действии "контейнер-невидимку", делающий незримой - правда, только в микроволновом диапазоне - любую вещь, которую кладут внутрь него.

    Луч микроволнового света расщеплялся надвое. Его половинки огибали специально сконструированный цилиндрический контейнер и почти идеально сливались воедино на другой его стороне. Это означает, что вещь, помещенная в контейнер, практически незрима. Ни одна волна света не отскакивает от нее рикошетом, и человек, который смотрит на цилиндр и его содержимое, увидит лишь то, что находится позади цилиндра.

    Контейнер еще не совершенен. Инопланетянин, видящий в микроволновом диапазоне, не заметил бы самой вещи, но, возможно, почуял бы неладное. "Он мог бы увидеть, что в этом месте подозрительно темно, - поясняет Дэвид Р. Смит, преподаватель инженерии электротехники и вычислительных машин в Дьюке. - Он заметил бы какое-то искажение, смутные тени, смутное отражение".

    Есть и другая, более серьезная незадача. Этот конкретный материал, из которого изготовлен контейнер, эффективен только для одного конкретного "цвета" или длины волны. Поэтому его практическая полезность крайне ограничена. Создание плаща-невидимки, который был бы эффективен на гораздо более коротких волнах света, зримого невооруженным человеческим глазом, или в широком спектре цветов - это еще более сложная, возможно, даже невыполнимая задача.

    Однако демонстрация показала, что в последнее время ученые научились манипулировать светом при помощи структур, которые они сами называют "метаматериалами".

    Очевидно, военных заинтересует любой материал, который можно было бы использовать для камуфлирования танков и других видов боевой техники. Но такие материалы могут применяться и в микроскопах и антеннах нового типа. Покамест ученые провели необходимые расчеты, смоделировали процессы на компьютере и осуществили ряд экспериментов, доказывающих верность самого принципа, - вроде того, что состоялся в Дьюке. Но им еще предстоит установить практические пределы тому, насколько им удастся подчинить свет своей воле.

    Никакого волшебства в этом методе нет, да и материалы используются не свежеизобретенные. Физики берут самые обыкновенные материалы типа оргстекла и меди и делают из них метаматериалы, похожие с виду на мозаику из плиток с повторяющимся орнаментом. Метаматериалы взаимодействуют с электрическими и магнитными полями световой волны, манипулируя их характеристикой, которая называется "коэффициентом отражения", и тем самым преломляя свет так, как неспособен преломлять его ни один природный материал.

    "Есть задачи, с которыми химия не может справиться самостоятельно, - говорит физик Джон Б. Пендри из Имперского колледжа в Лондоне. - Включая в расчеты не только химию, но и структуру, мы получаем расширенную гибкость в конструировании и добиваемся свойств, которые раньше были нам просто недоступны".

    Когда луч света пересекает границу между воздухом и водой, стеклом или другим прозрачным веществом, он преломляется. Угол преломления обусловлен коэффициентом отражения.

    Коэффициент отражения воздуха равен 1, воды - примерно 1,3. Вот почему, глядя сквозь воду, по поверхности которой разбегается рябь, мы видим дно пруда искаженным. Именно из-за отражения соломинка в стакане с водой словно бы выгибается к ее поверхности, а рыбы, плавающие в пруду, кажутся ближе к поверхности воды, чем на самом деле.У бриллиантов коэффициент отражения составляет 2,4. Потому-то они так красиво сверкают.

    Если говорить о видимом свете, то прозрачные материалы типа стекла, воды и бриллиантов имеют коэффициенты отражения, равные 1 или выше. То есть, когда свет входит в материал, он движется как бы по вогнутой траектории, близкой к перпендикулярной линии. Поскольку в толще материала коэффициент отражения везде одинаков, преломление происходит лишь в момент, когда свет пересекает границу.

    Но теперь возможно создать метаматериалы с коэффициентами отражения в диапазоне от 0 до 1. У контейнера-невидимки, созданного в Дьюке, коэффициент плавно варьируется от 0 на внутренней поверхности цилиндра до 1 на его внешней поверхности. Поэтому траектория света искривляется не только на границах, но и при прохождении через толщу метаматериала.

    Метаматериалы впервые стали предметом бурных споров ученых несколько лет назад, после поразительного заявления, что коэффициент отражения может быть не только меньше единицы, но также и отрицательным, меньше нуля. Войдя в такой материал, свет резко развернется, словно бы отскочив от невидимого зеркала.

    Коэффициент отражения зависит от реакции материала на электрическое и магнитное поля. Обычно в толще материала электроны движутся таким образом, чтобы свести к минимуму влияние внешнего электрического поля - то есть, создавая противонаправленное внутреннее электрическое поле. Но есть и исключения. В некоторых металлах - например, в серебре - изменчивое электрическое поле индуцирует поле, направленное в том же направлении.

    В 1960-х годах русский физик В. Г. Веселаго осознал, что если было бы возможно найти материал, который будет оказывать противодействие не только электрическим, но и магнитным полям, то у этого материала будет отрицательный коэффициент отражения.

    В конце 1990-х годов Пендри одним из первых начал изготавливать метаматериалы. Он делал решетки из тонких проволочек, которые реагировали на электрические поля диаметрально противоположным образом по сравнению с большинством материалов. Он также разработал один материал, который реагировал таким образом на магнитные поля. Смит, работавший тогда в Калифорнийском университете в Сан-Диего, услышал доклад Пендри на одной научной конференции в 1999 году. Смит и его коллеги изготовили первый метаматериал, реагировавший должным образом на электрические и магнитные поля сразу. Журнал Physical Review Letters отверг статью Смита с описанием эксперимента, расценив его как примитивный и неинтересный. Лишь тогда Смит набрел на работы Веселаго об отрицательном коэффициенте отражения и далеко идущих выводах из эксперимента. "Я переделал теоретическую часть, и статью взяли", - вспоминает Смит, ныне работающий в Дьюке.

    После публикации несколько лет длились споры между исследователями, которые изготавливали и испытывали метаматериалы с отрицательным отражением, и теми, кто говорил, что эксперименты ничего подобного не доказывают, что отрицательное отражение в лучшем случае иллюзия, так как оно противоречит законам физики. Одна из проблем состояла в том, что эксперименты с отрицательным отражением проводились в микроволновом диапазоне. Разработка метаматериалов для более коротких длин волн и высоких частот типа видимого света - дело гораздо более сложное, так как материалов, прозрачных в высокочастотном диапазоне, не так-то много.

    "Оглянитесь по сторонам, - поясняет Пендри. - Много ли тут вещей, сквозь которые вы можете смотреть? Немного. Особо не развернешься". В этом году ученые из лаборатории Эймса в Айове и Университета Карлсруэ (Германия) сообщили, что создали метаматериал, имеющий отрицательный коэффициент отражения в диапазоне видимого света. Но некоторых скептиков это не убедило. Николас Гарсиа из Национального исследовательского совета Испании все еще называет заявления Пендри о явлении отрицательного отражения пропагандой. Но сегодня большинство физиков принимает интерпретацию, основанную на реальности отрицательного отражения.

    Как бы то ни было, спор выявил, что метаматериалы не всесильны. Им свойственна дисперсия - то есть угол отражения чрезвычайно зависит от частоты света. Кроме того, они абсорбируют энергию из проходящего через них светового луча. Тем не менее Пендри предложил создать на основе материалов с отрицательным коэффициентом отражения "суперобъектив", поскольку они, в отличие от линз обычных объективов, не подвержены процессу под названием "дифракция" - проще говоря, изображение не расплывается.

    Группа ученых во главе с Сян Чжаном, профессором Калифорнийского университета в Беркли, продемонстрировали, что тонкая плоская серебряная пластина действительно может использоваться для получения сверхчеткого изображения. Удалось различить две тонкие линии, разделенные промежутком шириной в 70 миллиардных долей метра. "Поместите объект с одной стороны, и на другую сторону спроецируется его изображение", - пояснил доктор Чжан. Суперобъектив сможет также передавать детали, которые при рассматривании через обычный оптический прибор теряются. Обычно считают, что свет - это аккуратные волнистые колебания. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что к ним примешаны еще и более сложно устроенные "бесконечно малые" волны.

    Обычно эти волны быстро рассеиваются и остаются незамеченными. Но Пендри рассчитал, что линза с отрицательным коэффициентом отражения будет усиливать бесконечно малые волны, и эксперимент Чжана подтвердил эту гипотезу. Когда-нибудь это позволит создать оптический микроскоп для рассматривания по отдельности столь крохотных биологических образований, как вирусы. Теперь главная загвоздка в том, что объект надо помещать в непосредственной близости от объектива, на расстоянии, равном доле длины световой волны. Еще одна возможная сфера применения - устройства типа пишущих DVD. Чем тоньше фокусировка, тем больше фильмов можно будет уместить на одном стандартном носителе без потери качества. Возможно, говорит Чжан, на диск размером с современный DVD поместится все собрание Библиотеки Конгресса.

    Параллельно исследователи метаматериалов раздумывают, какие бы еще задачи решить. "Мы очень увлеклись идеей плаща-невидимки, - говорит Пендри. - Воображение разыгралось - ведь мы осознали, что на основе этих материалов действительно можем создать нечто подобное". В мае 2006 года Пендри и Смит предложили конструкцию для "сокрытия" микроволн одной-единственной частоты. В октябре лаборатория Смита в Дьюке продемонстрировала действующую модель, хотя и упрощенную и несовершенную. Микроволновую модель Смита нельзя приспособить для диапазона видимого света, так как абсорбция энергии будет слишком велика. В этом году Владимир М. Шалаев из Пурдью продемонстрировал конструкцию другого типа, где проблема абсорбции не актуальна. По его словам, она может "скрывать" видимый свет, хотя в каждый отдельный момент - лишь определенной длины волны. "Мы можем создать плащ для любого из цветов, но не для всех одновременно, - говорит Шалаев. - Но, по крайней мере, начинает складываться ощущение, что это все-таки возможно".

    Шалаев говорит, что надеется создать модель из крохотных стержней, расположенных определенным образом вокруг цилиндра, через несколько лет. Метаматериалы могут быть использованы и в других необычных устройствах. Шалаев предложил создать "анти-невидимку" - материал, который будет задерживать в себе свет определенной длины волны. "Его можно будет использовать как сенсор", - пояснил ученый. Удастся ли создать достаточно большой плащ-невидимку для волшебника школьного возраста или для целого инопланетного корабля - это уже другой вопрос. "Зная то, что я знаю сейчас, я отношусь к такой перспективе весьма пессимистично", - отметил Смит. Шалаев сказал, что это была бы интересная задача. "Не знаю, - проговорил он. - Мы надеемся, что такое возможно". Источник: Inopressa.ru

18.06.2007
14:22

Умное английское колесо

    Британские инженеры начинили колесо электромобиля микропроцессорами и заставили его думать. "Современная электроника позволяет отказаться от старых концепций . . .

18.06.2007
13:29

Intel и другие лидеры ИТ защищают экологию

    12 июня корпорации Intel, Google, Dell, EDS, IBM, Microsoft, Pacific Gas and Electric совместно с компаниями HP и Lenovo, Управлением по охране окружающей среды США, Всемирным фондом охраны дикой . . .

18.06.2007
13:26

РЖД ориентируется на ГЛОНАСС

    Одним из путей выполнения все более ужесточающихся требований к безопасности на транспорте является повышение точности координатно-временного обеспечения . . .

15.06.2007
14:15

Планы и перспективы семейства Intel Itanium

    В конце 1990-х годов на рынке корпоративных серверов доминировали фирменные архитектуры. У каждого производителя была своя, наиболее предпочтительная RISC- или . . .

14.06.2007
14:30

Первое изображение электрона

    До недавних пор считалось, что движение электрона, имеющего ничтожную массу и малые размеры увидеть невозможно. Однако Хамфри Мэрис (Humphrey Maris) и Вэй Го (Wei Guo), физики . . .

13.06.2007
16:13

Российские школьники среди победителей конкурса научных проектов Intel

    Каждый из трех победителей международного смотра научного и инженерного творчества старшеклассников Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF), состоявшегося в мае в . . .

09.06.2007
11:01

Передача энергии без проводов

    Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) создали эффективную систему беспроводной передачи энергии, сообщает Associated Press. Расстояние от . . .

09.06.2007
10:59

Формула велосипеда

    Математикам из различных стран понадобилось более ста лет для того, чтобы досконально изучить эффект устойчивости движущегося без ездока велосипеда, пишет The . . .

<< 1741|1742|1743|1744|1745|1746|1747|1748|1749|1750 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100