Новости
 
23.03.2004
Компьютерра


 
<< стр. 4
стр. 5

Десятой будешь?

Пресс-служба NASA подтвердила факт обнаружения самого далекого и, возможно, самого крупного объекта из всех обнаруженных за последние 74 года в Солнечной системе. Это небесное тело (кстати, красноватого, подобно Марсу, оттенка) было впервые запечатлено на фотоснимках еще в ноябре 2003 года (астрономами из Маунт-Паломарской обсерватории), но лишь в марте, после наблюдений, проведенных на космических телескопах Hubble и Spitzer, идентифицировано как спутник Солнца. Его поперечник предположительно составляет около 1600 км, а эллиптическая орбита сильно вытянута: полный виток вокруг светила объект совершает за 10500 лет, приближаясь к нему в точке максимального сближения на 13 млрд. км и удаляясь на 130 миллиардов (это около 900 астрономических единиц). Предполагается, что этот таинственный объект, может иметь атмосферу (по крайней мере часть года) и, как подозревают астрономы, небольшой спутник. Первооткрыватели назвали находку Седна (Sedna) — по имени богини морей в мифологии эскимосов.

Необычайный шум, поднятый вокруг Седны прессой, объясняется тем, что стабильная орбита и размер делают ее похожей на Плутон, а значит, следует задуматься о включении в состав Солнечной системы десятой планеты. Однако многие астрономы предостерегают от поспешных выводов: за последние десять лет в окрестностях орбиты Плутона (в поясе Койпера и облаке Оорта) обнаружены сотни малых небесных тел, лишь незначительно уступающих в размерах Плутону (из недавних открытий можно вспомнить, например, объект 2004 DW, см. «КТ» #532). В ближайшие же годы ученые, исследующие эту область, предрекают здесь открытие нескольких объектов более крупных, нежели девятая планета Солнечной системы. Таким образом, если сейчас решиться на придание «планетарного статуса» Седне, вполне возможно, что скоро список планет у Солнца перевалит за два десятка… — Е.З.

Физики обиделись

Около двух лет назад Стивен Вольфрам, автор широко известного пакета Mathematica и основатель компании Wolfram Research издал книгу «A New Kind of Science». В этой работе, с которой можно ознакомиться на сайте www.wolframscience.com/nksonline, автор претендует на открытие науки нового типа, где привычный язык математики должен быть заменен языком простых компьютерных программ. На примере клеточных автоматов Вольфрам демонстрирует, как программы будут описывать все многообразное и сложное поведение природы и как они должны будут помочь решить знаменитые физические проблемы.

Вряд ли много ученых серьезно восприняли скорее философские призывы автора, а кое-кто, возможно, и обиделся на его неуважительное отношение к их «любимым» проблемам. Тем не менее, книга стала бестселлером и продолжает смущать еще не окрепшие (или окостеневшие) в научных исследованиях умы.

В содержательной части книги Вольфрам, в частности, предложил «Принцип вычислительной эквивалентности» и классификацию задач по их вычислительной сложности. По его мнению, большинство сложных задач вроде моделирования климата в принципе не поддаются обычному математическому описанию, отличаются непредсказуемым поведением и не сводимы к более простым алгоритмам. Сложные задачи можно четко отделить от простых (таких, например, как колебания маятника), решаемых с помощью бумажки и ручки. Этот обычный подход теоретической физики неприменим для описания сложного поведения природы и рано или поздно будет забыт так же, как ныне забыт секрет строительства египетских пирамид.

В ответ на это «посягательство» два физика из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн показали, что классификация Вольфрама совершенно несостоятельна. В своей короткой заметке, недавно опубликованной в Physical Review Letters, они продемонстрировали, как путем объединения и укрупнения ячеек тех же клеточных автоматов можно свести сложную задачу к простой и легко вычислимой. Причем с точно таким же поведением на больших промежутках времени. Если нам нужно, как обычно и бывает, только приближенное решение, то всю сложность и непредсказуемость поведения системы можно будет оставить в деталях картинки высокого разрешения, сделав грубое решение легко предсказуемым. Например, для подсчета давления в сосуде незачем вычислять движение каждой молекулы. Тем самым обычный подход физиков-теоретиков еще рано отправлять в анналы истории.

Вольфрам высоко оценил эту статью, которая, впрочем, совершенно его не смутила. Возникает вопрос: может, его «претендующая на переворот в науке» книга и была задумана только как хитрый ход для рекламы продукции фирмы Wolfram Research? — Г.А.

Холодно, еще холоднее…


Ученые из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге, Германия, разработали принципиально новый метод лазерного охлаждения молекул и атомов между двух зеркал. Одно из его главных достоинств в том, что он сохраняет квантовое состояние атомов, а значит, может применяться в устройствах обработки и передачи квантовой информации.

Отмеченный Нобелевской премией метод лазерного охлаждения атомов позволяет достичь рекордно низких температур и широко используется во многих научных лабораториях. С его помощью уже удалось создать сверхточные часы и получить новые состояния вещества. Однако этот метод неприменим к молекулам и грубо вторгается в электронные состояния атомов. Его главная идея состоит в облучении атомов лазером, у которого энергия фотонов чуть меньше средней энергии квантового перехода. Возбужденный атом затем спонтанно излучает в среднем чуть больше энергии, чем получил, и за счет многократных поглощений и излучений постепенно охлаждается. Но у молекул очень много близких энергетических уровней, возникают разнообразные переходы между ними, и обычный метод лазерного охлаждения уже не работает.

В новом методе атом или молекулу помещают в глубокий вакуум между двух зеркал, находящихся на расстоянии 100 мкм друг от друга. Лазерный луч используют для возбуждения получившегося оптического резонатора, а не самой молекулы. Грубо говоря, после многократных переотражений от зеркал лазерные фотоны покидают щель, но уже обладая чуть большей энергией. Дополнительная энергия берется из-за рассеяния фотонов движущейся в щели молекулой. Это уменьшает ее скорость, а следовательно, охлаждает молекулу, одновременно удерживая ее внутри зеркальной щели. Поскольку теперь поглощение света молекулой и спонтанное испускание отсутствует, ее квантовое состояние остается неизменным.

Первые успешные эксперименты проведены с атомом рубидия. И хотя рекордно низких температур достигнуто не было, результаты, особенно по времени удержания, самые обнадеживающие. Специалисты с большим энтузиазмом восприняли сообщение о новых возможностях экспериментировать со сверххолодными молекулами. Эти возможности обещают удивительные физические открытия и новые методы работы с квантовой информацией. — Г.А.
 



 
<< стр. 4
стр. 5

<<Микрофишки
Все материалы номера
Бегство капитала >>