Малая масса, высокая жесткость и незначительное количество дефектов превращает углеродные нанотрубки в почти идеальные струны. И так же, как у обычных струн, частота колебаний нанотрубок уменьшается при увеличении их массы. Толстые, массивные струны звучат более низким тоном. Эта закономерность делает наноструны чрезвычайно чувствительными весами. К нанотрубке достаточно присоединить одну-единственную молекулу, чтобы частота ее колебаний заметно уменьшилась. Такое устройство способно измерить массу порядка 10—18 г.
Остается добавить к нанотрубкам химически активные «метки» так, чтобы к ним присоединялись только молекулы определенного типа, например взрывчатых или отравляющих веществ, и сверхчувствительный надежный химический сенсор будет готов. Подобный прибор сможет не только обнаружить, но и взвесить молекулу опасного вещества, убедившись, что это именно оно и есть. К решению этой практической задачи и приступили вдохновленные успехом ученые. — Г.А.
Новый тип мазера (квантового генератора когерентного микроволнового излучения) предложили ученые из Университета Гронингена в Нидерландах. Необычный мазер использует спины электронов и в отличие от мазеров других конструкций может быть размещен непосредственно в чипе.
Наверное, не все помнят, что мазер был изобретен раньше лазера — в начале пятидесятых годов. И теперь, возможно, необычный спиновый мазер вызовет новый поток идей, как и в те далекие годы середины прошлого века.
В любом обычном лазере или мазере внешний источник энергии осуществляет накачку рабочей среды, атомы или молекулы в которой приходят в возбужденное состояние с высокой энергией. Возвращаясь затем в свое обычное состояние, они испускают фотоны, которые, попадая в еще возбужденные атомы, в свою очередь стимулируют дополнительное вынужденное испускание фотонов. А конструкция устройства такова, что излучение всех фотонов получается согласованным по фазе и многократно усиливается, концентрируясь в узконаправленном луче.
В новом мазере вместо возбужденных атомов используют электроны. Во внешнем магнитном поле они приобретают два уровня энергии — нижний, если собственный магнитный момент, то есть спин электрона направлен вдоль поля, и верхний — если спин направлен в противоположном направлении. Если спин электрона спонтанно повернется «сверху вниз», то будет испущен квант микроволнового излучения. Остается только как-то «накачать» электроны, заставив достаточное их количество повернуться спином «вверх».
Оказывается, необходимую для мазерной генерации спиновую накачку можно осуществить с помощью несложной конструкции, которую легко разместить в любом чипе. Она состоит из слоя ферромагнитного материала (скажем, железа) и слоя парамагнетика (например, алюминия), которые разделены тонким барьером изолятора и помещены в перпендикулярное к границе раздела постоянное магнитное поле. Если через такой бутерброд пропустить электрический ток, то перескакивающие через барьер из железа в алюминий электроны будут иметь нужную ориентацию спина. Впрочем, аналогичную накачку спинового мазера можно осуществить и с помощью любого другого источника так называемого спинового тока. Несколько типов таких источников уже разработаны для спинтроники — перспективного направления электроники, в котором именно спин, а не заряд электрона предполагают использовать для хранения и обработки информации.
Как можно применить новый мазер, пока существующий лишь в теоретической модели, еще не очень понятно. Возможно, он будет полезен для передачи информации между чипами в микроволновом диапазоне, тем более что кремниевый оптический лазер до сих пор никак не удается нормально встроить в микросхемы. — Г.А.
Четвертый кандидат в космические туристы японец Дайсукэ Эномото уже одной ногой был на орбите, но месяцы тренировок в звездном городке закончились для него сходом с дистанции. Буквально за три недели до старта бизнесмен был отстранен от полета по медицинским показаниям.
Свято место пусто не бывает. Несмотря на располагающее к расслаблению понятие «туризм», космические путешествия — вещь пока очень серьезная не только в отношении стоимости путевки. У Дайсукэ Эномото был дублер, как и у любого другого члена экипажа. Теперь, если до старта не случится ничего непредвиденного, 14 сентября вместе с Михаилом Тюриным и Майклом Лопес-Алегриа на орбиту отправится американка Аньюша Ансари (Anousheh Ansari). Всякому следящему за космическими новостями человеку эта фамилия безусловно знакома — именно в честь Ансари и ее супруга, щедро одаривших проект космических гонок, был назван десятимиллионный Ansari X Prize, который блестяще сорвал корабль SpaceShipOne.