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 подзатыльникСпецэффекты 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 светаФизикам 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.