Журнал "Компьютерра" №762

Купратные сверхпроводники с температурой перехода выше температуры кипения жидкого азота (77 градусов Кельвина) были отрыты более двадцати лет назад, но до сих пор механизм сверхпроводимости в этих материалах со сложной структурой остается не до конца понятным. Методом проб и ошибок недавно удалось синтезировать материал с температурой сверхпроводящего перехода 200 градусов Кельвина; открыты принципиально новые сверхпроводящие соединения, но загадок пока только прибавилось. Тем более интересны сверхпроводящие нановолокна, обещающие различные размерные эффекты и позволяющие проверить предсказания разнообразных теорий.

Сверхпроводящие нановолокна из обычных металлов и сплавов получали и раньше, но сложные и капризные купраты никак не давались. Теперь ученые научились выращивать целые массивы из сотен параллельных нановолокон толщиной от десяти нанометров и длиной до двухсот микрон. Их концы соединяются с двумя широкими металлическими контактами, облегчая измерение электрических свойств.

Эксперименты показали, что чем тоньше нановолокно, тем шире температурный диапазон перехода материала в сверхпроводящее состояние. Например, у волокна толщиной 10 нм переход занимает 20 градусов Кельвина, а у чуть более толстого 15-нанометрового волокна переход сокращается до 10 градусов. В этом диапазоне волокно проявляет одновременно сверхпроводящие и обычные резистивные свойства, что можно с успехом использовать в датчиках магнитного поля, фотоприемниках и других устройствах. Ученые тщательно измерили различные параметры нановолокон и решили в первую очередь сосредоточиться на попытках увеличения критического тока, при котором материал теряет сверхпроводящие свойства. ГА

Смертельный подзатыльник

Спецэффекты в крутых боевиках, имеющие весьма отдаленное отношение к реальности, уже порядком приелись. Но, оказывается, жизнь может быть удивительнее самых безудержных фантазий пиротехников. К таким выводам пришли специалисты из Исследовательской лаборатории военно-морского флота США и корпорации Allen-Vanguard, специализирующейся на создании бронежилетов, касок и других средств индивидуальной защиты, продукцию которой используют и в американской армии.

Ученые решили подробно рассчитать, что происходит при взрыве заряда из C4 весом от 0,75 до 5 кг в трех метрах от человека и сравнить результаты с измерениями давления при реальных взрывах рядом с напичканным датчиками манекеном. Слишком уж много тяжелых контузий и ранений получают даже хорошо экипированные американские солдаты в горячих точках от закладываемых на дорогах самодельных взрывных устройств.

Исследования проводились в два этапа. Сначала была подробно рассчитана сила ударной волны от подрыва С4 на поверхности земли, а затем эти данные заложили в граничные условия трехмерной модели человека в защитном снаряжении.

Уже первые расчеты действия взрывной волны на человека в стандартной легкой каске морского пехотинца привели к парадоксальным результатам. Оказалось, что максимальное давление (даже большее, чем на незащищенных участках тела) развивается на затылке. Волна частично проникает под каску, проходит над головой и на затылке смешивается с взрывной волной, обогнувшей шею. Развивающееся при этом давление приводит к тяжелой травме головного мозга.

Сначала ученые не поверили расчетам. В них, как обычно, был заложен целый ряд упрощений - например, что голова абсолютно твердая, а каска жестко на ней закреплена. Однако эксперименты с манекеном показали, что результаты, полученные на компьютерной модели, справедливы и для реальной жизни. Более того, расчеты позволяют разглядеть такие детали, которые очень трудно измерить в экспериментах.

Ясно, что пехотинцам нужна новая каска, предотвращающая проникновение под нее ударных волн. Ученые намерены усовершенствовать свою модель - ведь кто знает, какие еще сюрпризы можно ждать от военного снаряжения, казалось бы, давно проверенного временем. ГА

Сила света

Физикам из Йельского университета впервые удалось продемонстрировать, что сила света способна приводить в движение наномеханизмы в кремниевом чипе. Объединяя две быстро развивающиеся области - нанофотонику и наномеханику, - эта работа может привести к появлению принципиально новых оптомеханических вычислительных и телекоммуникационных устройств.

Оптические "пинцеты", позволяющие манипулировать различными микрообъектами от отдельных атомов до живых клеток, известны с семидесятых годов прошлого века. Однако и сегодня управлять чрезвычайно слабой силой давления света очень непросто. Чаще всего ученые работают с различными оптическими полостями и используют давление отраженного от зеркал света, однако такие устройства крайне сложно встроить в обычные чипы.