Величину постоянной тонкой структуры сегодня толком не может предсказать ни одна из теорий. Поэтому она является одним из пары десятков так называемых внешних параметров в Стандартной модели физики элементарных частиц. Важность постоянной тонкой структуры и возможность оценки ее значения по спектрам далеких звезд сделало ее любимым объектом всевозможных околонаучных спекуляций. Имеется ее антропологическое и даже нумерологическое объяснение, ряд гипотез о ее зависимости от времени и энергии.
Недалеко от обычных спекуляций ушла и опубликованная в престижном журнале Science работа британских ученых. Дело в том, что, как предсказывает теория, в графене, благодаря его уникальной структуре, эффективная масса электронов проводимости близка к нулю, поэтому взаимодействие электронов со светом определяется только их зарядом. Это позволило вывести очень простую приближенную формулу для поглощения света монослоем графена, что хорошо совпало с легко измеряемым в эксперименте значением 2,3%. И для этого не нужно сложных приборов, благо ученые уже научились изготавливать из графена большие мембраны.
Разумеется, точность этой теории и измерений не идет ни в какое сравнение с известными методами определения постоянной тонкой структуры на основе квантового эффекта Холла, аномального магнитного момента электрона или других известных методик. Впрочем, простота - всегда большое преимущество любой теории и эксперимента, и, возможно, в будущем похожие измерения все-таки удастся как-то использовать с пользой для дела, а не только для развлечения публики. ГА
В Европейском исследовательском центре корпорации Boeing в Мадриде при поддержке ученых из нескольких стран Старого Света успешно прошли испытания первого пилотируемого самолета на водородных топливных элементах. По мнению разработчиков, топливные элементы вряд ли когда-нибудь станут основным источником энергии крупных пассажирских лайнеров, но смогут успешно работать во вспомогательных системах и даже полностью обеспечивать чистой энергией небольшие (в частности, беспилотные) самолеты.
Инженеры Boeing избавили себя от лишней работы, взяв небольшой одномоторный двухместный самолет Dimona производства австрийской фирмы Diamond Aircraft Industries. Размах его крыльев 16,3 м, длина 6,5 м, а вес около 800 кг. Штатный двигатель "Димоны" заменили электромотором, который вращал пропеллер, а на место пассажира установили гибридную систему из водородного топливного элемента, объединенного с литий-ионным аккумулятором.
Под Мадридом было выполнено несколько полетов, во время которых самолет поднимался на километровую высоту и летал со скоростью около ста километров в час. При взлете работал аккумулятор, но затем он отключался, и около двадцати минут самолет летал исключительно на топливном элементе. И все же трезво мыслящие инженеры полагают, что прежде чем водород найдет широкое применение в авиации, минет еще пара десятилетий. ГА
Европейский космический грузовик "Жюль Верн" 3 апреля успешно осуществил первую в истории транспортных кораблей ATV стыковку с МКС. Событие предваряли тестовые сближения корабля с орбитальной станцией, проведенные в конце марта. В последнем из заходов "Жюль Верн" приблизился к МКС на расстояние в 11 метров, и по результатам этого маневра было решено, что автоматика европейского корабля работает достаточно четко, после чего на стыковку дали добро.
Как мы уже писали, корабли ATV способны проводить стыковку только в автоматическом режиме. Экипаж станции в случае нештатной ситуации даже теоретически не может взять на себя управление процессом. Единственное, что возможно, - в случае очевидного сбоя дать команду об отмене стыковки и заставить грузовик отойти на безопасное расстояние. К всеобщей радости, 3 апреля к этой крайней мере прибегать не пришлось.
ATV создавался не только силами стран Европы, и ЕКА признает, что без помощи России и США проект был бы неосуществим. В России удовлетворены сотрудничеством с европейцами и даже говорят о возможности создания общими силами пилотируемого корабля нового поколения, хотя надо сразу сказать, что это начинание находится лишь на стадии предположений. Так, в Европе полагают, что такой пилотируемый корабль вполне можно построить на базе вполне успешного ATV.
Собственно, и над грузовыми кораблями этой серии еще предостаточно работы. На разных этапах полета некоторые системы "Жюля Верна" давали сбои. Это не помешало кораблю пристыковаться к МКС, но представители европейского ЦУПа сообщают о грядущей серьезной работе над ошибками.
Нынешний же 2008-й стал первым годом, в течение которого МКС посетили грузовые корабли трех разных конструкций. Впрочем, уже в следующем году ожидается старт японского космического грузовика HTV, так что есть шанс, что трио временно расширится до квартета. АБ
Обнадеживающие результаты, связанные одной общей задачей, получили две независимые группы американских ученых. И хотя эти совершенно разные исследования весьма далеки от практических приложений, они удивительно органично дополняют друг друга и внушают надежду, что приемлемые способы эффективного и безопасного хранения водорода вскоре будут найдены.
Как известно, главным препятствием на пути к экологически идеальной водородной энергетике является проблема эффективного хранения этого легкого и взрывоопасного газа. Чтобы водород как следует сжать в обычном баллоне, необходимо слишком высокое давление, в результате чего такая тара получается чересчур тяжелой и опасной. Сжижается водород лишь при очень низкой температуре -253 градуса Цельсия, и охлаждать, а затем хранить его в холодильнике весьма накладно. Поэтому главные усилия ученых сосредоточены на поиске способов связывания водорода на поверхности или в объеме тех или иных соединений. Но и тут далеко не все гладко.
Например, на развитой поверхности пористого вещества водород можно либо адсорбировать за счет слабых связей, которые не разрушают молекулу H2 и определяются поляризацией электронных оболочек молекул, либо хемосорбировать отдельные атомы водорода, затратив энергию на разрушение молекулы и установление сильных химических связей между атомами водорода и атомами поверхности. В первом случае молекулы водорода удается удерживать на поверхности лишь при более-менее низких температурах, а это значит, что опять придется тратиться на холодильник. А при втором, химическом способе водород, наоборот, держится слишком крепко, и чтобы его оторвать, приходится расходовать энергию на нагрев поверхности до температуры несколько сотен градусов. Нужно искать что-то среднее. Кроме того, поверхность пор должна быть большая, а водород на ней должен упаковываться достаточно плотно.
Выдающихся результатов тут удалось добиться объединенной команде из Университета Мэриленда, Калифорнийского технологического института и Национального института стандартов. Ученые упаковали молекулы водорода даже плотнее, чем в твердом водороде. Для этого была использована одна из активно изучаемых в последние годы металлоорганических структур MOF-74. Она похожа на шестигранную соломку, состоящую в основном из атомов углерода с рядами ионов цинка, идущими вдоль ее внутренней поверхности. Соломка образует плотные кристаллики, один грамм которых имеет площадь пор, равную площади двух баскетбольных площадок. Молекулы водорода адсорбируются внутри соломки, и при температуре жидкого азота (-196 градусов) их плотность побила все известные рекорды, превысив плотность твердого водорода.
Пока ученым не очень понятно, почему внутри MOF-74 водород пакуется так плотно. По-видимому, здесь важную роль играют именно ионы цинка. И все же необходимое охлаждение для практических приложений неудобно и дорого. И теперь ученые активно работают над повышением рабочей температуры, достаточной для плотной упаковки водорода.