Последние самые испорченные страницы знаменитого древнего манускрипта с трактатами великого греческого математика Архимеда удалось недавно прочесть с помощью Стэнфордского линейного ускорителя Министерства энергетики США. Эта работа дала в руки историков наиболее полное собрание трудов одного из основоположников современной науки, почти утраченное в средние века.
Найденный в 1906 году уникальный манускрипт, содержащий несколько трактатов Архимеда, сегодня хранится в Художественном музее Уолтерса в Балтиморе. В десятом веке неизвестный переписчик (по-видимому, в Константинополе) скопировал оригинальные греческие трактаты на пергамент, выделанный из козлиной кожи. Однако три века спустя монахи удалили никому не нужные в то время научные тексты с дорогого пергамента, разрезали страницы пополам и заполнили их молитвами. Вдобавок в начале двадцатого века на некоторые страницы были нанесены религиозные рисунки, дабы поднять цену книги.
Несмотря на все эти напасти, большую часть оригинальных греческих текстов удалось прочитать. Но около пятнадцати страниц до сих пор не поддавались никаким усилиям. Особенно досадна была неразборчивость частей дошедших до нас в единственном экземпляре трактатов Архимеда «Метод механических теорем», «Стомахион» и «О плавающих телах» (для последнего есть лишь копии — переводы с греческого).
Проблема была решена благодаря использованию мощного рентгеновского излучения, сфокусированного в пучок толщиной с человеческий волос. Такой поток излучали движущиеся с ускорением заряды, разогнанные мощным Стэнфордским синхротроном. Рентгеновские лучи, взаимодействуя с атомами железа и других характерных элементов, оставшимися от стертых чернил десятого века, генерировали вторичное излучение, по которому удалось восстановить, казалось бы, навсегда утраченный текст, не портя хрупкий пергамент. Результаты этой работы сразу стали достоянием широкой публики и теперь доступны на сайте проекта www.archimedespalimpsest.org. — Г.А.
Сотрудники швейцарского Федерального технологического института Эдвард Виген (Edward Wiegen) и Фредерик Меркт (Frederic Merkt) успешно опробовали прибор, способный осуществлять отражение и фокусировку ридберговских атомов. Так называют метастабильные атомы, у которых один или несколько внешних электронов очень сильно возбуждены (иначе говоря, переброшены на высокие энергетические уровни с большими главными квантовыми числами) и потому слабо связаны с ядром. Чаще всего атомы в таком состоянии (названном в честь классика спектроскопии шведского физика Юханнеса Роберта Ридберга) изготовляют с помощью лазерного возбуждения одноэлектронных атомов водорода либо атомов щелочных элементов, имеющих на внешней оболочке опять-таки по одному электрону. В этих экспериментах удается получить ридберговские атомы с главным квантовым числом возбужденного электрона порядка тысячи; такие электроны могут удаляться от ядра на вполне макроскопические расстояния, доходящие до 0,1 мм.
Поскольку возбужденные электроны ридберговских атомов слабо связаны с ядром и потому очень сильно реагируют на внешние электрические и магнитные поля, они могут служить основой для создания чрезвычайно чувствительных датчиков. Эксперименты с ридберговскими атомами также позволяют изучать квантовые объекты с почти классическими свойствами. Однако для этого ими надо манипулировать, что представляет собой труднейшую задачу.
Виген и Меркт впервые создали достаточно качественное «зеркало» для ридберговских атомов. Сначала они сгенерировали пучок ультрахолодных атомов водорода, движущихся со скоростью 720 м/с, и направили его в полость с четырьмя электродами, создающими неоднородное электрическое поле. Там атомы были возбуждены с помощью ультрафиолетовых лазерных импульсов, которые перевели их в состояние с главным квантовым числом 27. Радиус электронных орбит в этом состоянии составил 37 нм, тогда как в основном состоянии водородного атома он не превышает 0,1 нм. Меняя потенциалы на электродах, экспериментаторы заставили атомы погасить скорость и отразиться в направлении, противоположном первоначальному движению. Атомы продолжали оставаться в ридберговских состояниях, несмотря на двадцатимиллионную перегрузку. Оказалось, что этот прибор не просто отражает атомы, но и фокусирует их, работая в качестве цилиндрического зеркала. — А.Л.
Неожиданно дешевую и простую основу для суперконденсаторов нашли французские специалисты Национального центра научных исследований в Орлеане. Правильно «запеченные» морские водоросли позволяют приготовить суперконденсатор, который выдерживает вдвое большее напряжение и заметно меньше размерами, чем его современные аналоги на активированном угле.
Супер— или ультраконденсаторы, которые у нас называют ионисторами, были предложены в шестидесятые годы. По своим электрическим параметрам они занимают промежуточное положение между конденсаторами и аккумуляторами. При том же весе ионистор запасает примерно на порядок меньше энергии, чем аккумулятор, но зато может развить на два порядка большую мощность и вновь зарядиться всего за несколько секунд.
В последнее время интерес к ионисторам заметно возрос. Они идеально подходят для работы в паре с топливными элементами гибридных автомобилей, поскольку позволяют эффективно разгонять и тормозить машину. Кроме того, прогресс нанотехнологий обещает значительно увеличить емкость ионисторов, и тогда они смогут заменить аккумуляторы в ноутбуках, сотовых телефонах и другой переносной электронике. Экспериментальные образцы ионисторов на углеродных нанотрубках, полученные в Массачусетском технологическом институте в начале этого года, подают большие надежды.
Однако не только дорогие высокотехнологичные материалы можно использовать в перспективной электронике. Французские ученые взяли дешевый полимер альгинат, десятки тысяч тонн которого ежегодно извлекают из бурых водорослей и используют в качестве загустителя в пищевой промышленности и косметике. Альгинат нагрели на воздухе и получили из него углеродную пудру. Из этой пудры с помощью полимерного связующего можно изготовить электроды ионистора. Они вдвое плотнее обычных электродов из активированного угля и выдерживают вдвое большее напряжение. Ионистор легко переживает десять тысяч циклов заряда-разряда, теряя при этом не более пятнадцати процентов емкости. О такой надежности и долговечности аккумуляторы не могут даже мечтать.
Авторы считают, что их новая дешевая технология может очень быстро выйти на рынок. А если ионисторы и дальше будут совершенствоваться такими темпами, то недалек тот день, когда сотовый телефон можно будет зарядить всего за пару секунд. — Г.А.
Сразу два открытия было недавно сделано благодаря японскому телескопу Subaru, расположенному на Гавайях.
Во-первых, вновь принесла плоды программа по поиску «неправильных» спутников (Hawaii Irregular Satellites Survey). К таковым относят спутники, которые обращаются вокруг своих планет по часовой стрелке, то есть в направлении, противоположном вращению Солнца и планет. Как правило, все нерегулярные спутники невелики и, по мнению большинства астрономов, были захвачены планетами-гигантами из протопланетного облака на ранних стадиях формирования Солнечной системы. С 2000 года целенаправленный поиск таких объектов с помощью японского телескопа позволил ученым открыть 63 спутника из 97 известных подобных тел, при этом вниманием не была обойдена ни одна из больших планет. На сей раз найдено сразу восемь новых спутников у Сатурна. Таким образом, научная группа под руководством Дэвида Джуитта (David Jewitt) открывает уже двадцать спутников Сатурна подряд, и все они ждут своих имен. Пожалуй, подобрать всем достойные названия будет куда как сложнее, чем сделать то же самое с парой новых спутников Плутона (см. «КТ» #647-648).
