Свежий номер №11 (436) / Новости
 
Дата публикации: 22.03.2002

Компьютерра, site@computerra.ru

 
<< Страница 2
Страница 3

Меньше знаешь - крепче спишь?

В международный женский день на расстоянии 461 тысячи километров от Земли пролетел довольно крупный астероид 2002 EM7, однако астрономы «засекли» его только четыре дня спустя. Прозевали астероид потому, что двигался он в направлении от Солнца и стал заметен только после того, как, пройдя мимо нашей планеты, попал в зону видимости.

Вероятность столкновения Земли с астероидом не слишком велика, но уж очень малоприятны последствия подобных инцидентов. По прогнозам, последствия падения 70-метрового 2002 EM7 на нашу планету приблизительно эквивалентны взрыву 4-мегатонной термоядерной бомбы. Вероятность столкновения с этим небесным телом в будущем, кстати, остается, хоть и мизерная (по предварительным оценкам 1 к 10 миллионам) - астероид, совершив оборот по своей орбите, снова пройдет в непосредственной близости от Земли в 2093 году. Переполох, вызванный пропущенным астероидом, вызван скорее не реальной опасностью столкновения, а наглядной демонстрацией несовершенства современных астрономических приборов и методов наблюдений.

2002 EM7 входит в десятку астероидов, которые наиболее близко подходили к Земле. Из тех, конечно, что были замечены. - В.Г.

Солнце против телефона

16Американские ученые подсчитали, как солнечная активность влияет на работу сетей сотовой связи.

Впервые солнечная радиовспышка была случайно зарегистрирована в 1942 году одним из первых радаров. Энергия излучаемых солнцем радиоволн измеряется в SFU - единицах солнечного потока (10-22 ватт на квадратный метр в интервале частот один герц). Во время вспышки уровень энергии солнечных радиоволн у поверхности Земли может достигать ста тысяч SFU, а для нарушения связи достаточно и тысячи SFU. Всплески с энергией от тысячи SFU в среднем случаются 10-20 раз в год и более часты во время максимума в одиннадцатилетнем солнечном цикле (как раз недавно мы миновали такой пик).

Влияние вспышки на устойчивость связи сильно зависит от ориентации антенны сотовой станции и времени суток. Более чувствительны к вспышкам антенны, ориентированные с востока на запад. Утром и вечером связь нарушается заметно чаще, чем в полдень. В среднем, на одной сотовой станции связь может нарушаться один раз за 40-80 дней. Проблемы могут проявиться либо в обрыве телефонного разговора, либо в потере слышимости из-за сильных шумов.

Результаты исследований ученые собираются использовать при проектировании новых сетей мобильной телефонной связи и разработке коммуникационного оборудования. - Г.А.

Жуй и помни

Жевательная резинка, которая до сих пор не считалась верной спутницей высокого интеллекта, оказывается, может способствовать улучшению работы мозга. С таким необычным заявлением выступили британские психологи.

Исследователи набрали 75 взрослых добровольцев и поделили их на три группы, каждая выполняла одни и те же тесты на память и внимание. Участники первой группы были обязаны во время тестов жевать резинку. Вторая группа имитировала жевательные движения без жвачки, а третья, контрольная, не работала челюстями вовсе. Результаты опыта оказались весьма любопытны: испытуемые из первой группы в среднем показали намного лучшие результаты (на 24% при повторении только что услышанных слов, и на 36% в тестах на длительное запоминание), чем те, кто ничего не жевал или имитировал процесс.

По словам авторов эксперимента, объяснений обнаруженному эффекту можно дать множество, но все они требуют дополнительных проверок. В числе наиболее вероятных вариантов - стимуляция активности гиппокампуса (участка мозга, связанного с работой памяти), вызванная повышением уровня инсулина в крови во время жевания. Но исследователи пока склоняются к другой версии: во время жевания у человека повышается частота сердцебиения, что приводит к усиленному поглощению кислорода, а значит, и более активной работе мозга. Впрочем, ни одна из предложенных теорий так и не смогла объяснить, почему в некоторых специфических тестах (например, на поиск отличий между двумя последовательно 17показанными картинками) «жвачные» были ничуть не успешней других испытуемых.

Производители жевательной резинки категорически отрицают свою причастность к описанному эксперименту. - Е.З.

Денежки счет любят

Группа ученых из университета Флориды разработала новый математический подход к решению задачи составления расписания авиарейсов. По предварительным оценкам программное обеспечение на основе предложенного метода, позволит спонсору исследований - авиакомпании United Airlines экономить до 25 млн. долларов ежегодно.

Проблема составления расписания авиарейсов считается весьма сложной задачей из-за огромного количества факторов, которые требуется учесть. Крупным авиакомпаниям ежедневно необходимо распределять сотни тысяч пассажиров, путешествующих между несколькими сотнями городов, по лайнерам с различной вместимостью, определяя наиболее эффективный самолет для каждого маршрута и минимизировав при этом любые затраты. Так компания United Airlines имеет около пятисот самолетов девяти различных типов. Эти лайнеры в среднем совершают в день по пять перелетов из города в город, так что за день набирается более двух тысяч рейсов.

Задача получается слишком сложной для «ручного» решения, так что, как правило, здесь используются различные математические модели. Обычно для назначения самолетов на перелеты между городами используется так называемая fleet assignment-модель, которая определяет по количеству пассажиров и характеристикам самолетов какой лайнер на какой маршрут лучше назначить. Затем, с помощью through assignment-модели производится поиск пар последовательных перелетов, которые могут быть совершены одним и тем же самолетом: таким образом, создаются авиамаршруты с промежуточными посадками. Пассажиры охотно платят дополнительные деньги за билеты на такие маршруты, чтобы не пересаживаться с одного лайнера на другой, поэтому авиакомпании стараются создавать максимально возможное количество таких рейсов.

United Airlines решила объединить в одно целое эти две последовательно используемые модели, чтобы оптимизировать процедуру составления расписания. Разработанное учеными программное обеспечение (использующее в качестве исходных данных расписание, составленное обычными методами), менее чем за пять секунд настолько оптимизировало расписание полетов на день, что, по предварительным оценкам, это принесет авиакомпании выигрыш в 25 миллионов долларов в год. - С.У.

Побочное дитя красного свечения

18Американским ученым удалось создать новый тип газовых анализаторов на пористом кремнии. Эти датчики способны обнаружить десять молекул примеси среди миллиона молекул газа, легко встраиваются в обычные чипы, дешевы и могут работать при низком напряжении питания.

В принципе химические анализаторы на пористом кремнии известны уже давно. Они работают благодаря тому, что молекулы примесей, попадая на поверхности пор, сильно меняют электрическое сопротивление кремния. Такие приборы в частности способны обнаружить в воздухе следы аммиака, соляной кислоты, оксидов азота и ряда других опасных соединений. Однако до сих пор подобные анализаторы редко встраивали в чипы, в основном из-за того, что обеспечить хороший контакт металла с пористым кремнием трудно. Высокое сопротивление контактов заставляло использовать отдельные цепи питания датчиков с напряжением более пяти вольт.

Благодаря открытию нового процесса металлизации пористого кремния сопротивление контактов удалось снизить до 20 Ом. Соответственно датчики могут нормально работать уже при напряжении 1-10 милливольт, плюс на порядок увеличилась их чувствительность.

Пористый кремний при облучении ультрафиолетом начинает интенсивно излучать красно-оранжевый свет. Механизм этого явления пока до конца не ясен и является предметом жарких дискуссий специалистов. Любопытно, что именно проверка одной из гипотез и натолкнула ученых на описанное открытие. - Г.А.

Вакуум в упряжке

Профессор Умар Мохидин (Umar Mohideen) из Калифорнийского университета (Риверсайд) впервые экспериментально продемонстрировал действие так называемой продольной силы Казимира, которая возникает между двумя волнистыми металлическими поверхностями в результате квантовых флуктуаций вакуума. Эту силу ученый предлагает использовать для активизации миниатюрных механизмов - например микрозеркал в коммутационных оптических чипах.

Существование силы притяжения между двумя, помещенными в вакуум, параллельными металлическими пластинами, которая обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между пластинами, было доказано Казимиром в 1948 году и экспериментально обнаружено десять лет спустя. Это явление представляет собой один из немногих видимых эффектов, которые предсказывает релятивистская квантовая теория. Последняя утверждает, что абсолютной пустоты в природе не бывает и даже в вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные элементарные частицы. Две металлические пластины мешают рождению виртуальных фотонов с длинами волн большими, чем ширина зазора между пластинами. В результате образуется разница в давлении виртуального излучения на пластины изнутри и снаружи зазора.

Сила Казимира зависит только от геометрии проводников. Например, две полые полусферы отталкиваются. Это было предсказано теоретиками и экспериментально проверено в лаборатории профессора Мохидина в 1997 году.

Недавно ученый реализовал такую геометрию волнистых проводящих поверхностей, что сила Казимира начинает действовать вдоль поверхности. Она очень слаба и быстро убывает с расстоянием, но Мохидин уверен, что в наномасштабах будущих компьютерных устройств силу Казимира вполне можно 19использовать для приведения в действие выращенных в чипах микромашин. - Г.А.

Черный бублик

Двое ученых из Великобритании и Швейцарии нашли решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна в пяти измерениях, которое сулит физикам удивительные открытия.

Привычный для нас мир четырехмерен: три измерения у пространства и еще одно - время. Но многие современные теории элементарных частиц предполагают, что наше пространство на самом деле имеет десять или одиннадцать измерений. Дополнительные измерения свернуты в образование столь малых размеров, что до него можно добраться лишь с помощью гигантских ускорителей. Это вряд ли удастся даже с помощью строящегося сейчас в Женеве Большого адронного коллайдера (Large Hadronic Collider). Но с его помощью ученые надеются достичь концентрации энергии, достаточной для образования весьма любопытного объекта - миниатюрной черной дыры. Теоретики уверены, что мини-дыра безопасна и не сможет поглотить все вокруг. Она должна быстро испариться, сильно излучая из-за своих малых размеров.

Астрономам давно известны косвенные свидетельства существования во вселенной больших черных дыр. Считается, что они образуются после выгорания ядерного топлива и последующего гравитационного сжатия массивных звезд. Существование черных дыр было предсказано теоретиками в 1939 году - на основании общей теории относительности. Позже, в семидесятых годах, было доказано, что у уравнений Эйнштейна в обычных четырех измерениях других решений нет. Черная дыра - сравнительно простой сферический объект. Она полностью описывается лишь тремя параметрами: массой, моментом вращения и зарядом. Детали строения вещества и вся информация в нем безвозвратно теряются при его поглощении черной дырой.

Долгое время считалось, что в пространствах с бо’льшим числом измерений черные дыры могут быть только сферическими. И вот оказывается, что уже в пространстве с пятью измерениями существуют другие решения уравнений Эйнштейна. Это значит, что возможны иные формы черных дыр: один из предсказанных вариантов напоминает вращающийся бублик. Что же будет твориться в пространствах с десятью или одиннадцатью измерениями и как поведут себя эти объекты, пока никто не знает. Неясно, могут ли они образоваться на новом ускорителе, возводимом в центре Европы,

Специалисты считают, что черные дыры новых типов заслуживают самого внимательного изучения. А то, не дай бог, как бы чего не вышло. - Г.А.

Божественная физика

2029 апреля в Букингемском дворце английский принц Филипп торжественно вручит бывшему профессору Кембриджского университета, а ныне англиканскому священнику Джону Полкингхорну (John Polkinghorne, на фото) Темплтонский приз «За прогресс в религии» (Templeton Prize) размером в один миллион долларов.

Автор многих книг, профессор математической физики Джон Полкингхорн сделал себе имя благодаря попыткам применить математику в теологии. Физик-расстрига был известен в научных кругах своей моделью, которая описывает движение субатомных частиц. Выйдя в отставку в 1979 году, он принял сан и стал приходским священником. Затем он вернулся в Кембридж и три года был президентом Королевского колледжа. В 1997 его посвятили в рыцари за выдающиеся заслуги в науке, религии, образовании и медицинской этике.

Профессор Полкингхорн известен своими утверждениями о непротиворечивости науки и религии. По его мнению, они взаимно дополняют друг друга, а не конкурируют между собой за умы людей. Например, он утверждает, что теория эволюции не противоречит вере в Бога, а прекрасно согласуется с концепцией божественного сотворения мира.

Templeton Prize назначается ежегодно и по величине превышает Нобелевскую премию. Впервые приз был вручен в 1973 году матери Терезе. В 1983 году его получил Александр Солженицын. Что характерно, в прошлом году награды удостоился биохимик из Оксфорда и англиканский священник Артур Пикок (Arthur Peacocke), известный своими пионерскими работами по исследованию ДНК. Выбор лауреатов последних лет объясняется все возрастающим интересом в обществе к взаимоотношениям между наукой и религией. - Г.А.


Новости подготовили

Галактион Андреев [ galaktion@computerra.ru ], Тимофей Бахвалов [ timofey@online.ru ],
Владимир Гуриев [ vguriev@computerra.ru ], Николай Давыдов [ ndavydov@game-exe.ru ],
Евгений Золотов [ sentinel@computerra.ru ], Берд Киви [ kiwi@computerra.ru ],
Сергей Утляков [ sergu@email.com ], Андрей Фаткуллин [ agf@computerra.ru ].




 
<< Страница 2
Страница 3


Компьютерра
site@computerra.ru
 


<< МикроФишки
Все материалы номера
Издержки реального мира >>