Юный техник, 2005 № 12
Шрифт:
«Все элементы, которые мы используем в наших сплавах, дешевы», — говорит один из разработчиков, Жао Пинг Лy. И в самом деле, новые сплавы снизили цену на аморфные металлы в среднем от 220 долларов до 33 долларов за килограмм. Однако обычная сталь пока что стоит все равно дешевле. Кроме того, ученым и раньше удавалось получать аналогичные сплавы, но в очень маленьких количествах.
Дело в том, что в бруске такой стали, размеры которого превышают 4 мм, начинаются процессы кристаллизации и, соответственно, уменьшается прочность. Лу с коллегами решил эту проблему, использовав смесь из железа, хрома, марганца, молибдена, углерода, бора и лишь
Пока, впрочем, удалось изготовить брусок аморфной стали шириной 12 мм, но ученые уверены, что это только начало. Тем более что на горизонте уже обозначились первые заказчики, готовые вложить средства для быстрейшего достижения окончательных результатов. Так, большую заинтересованность в стеклометаллах проявил автомобильный концерн «Порше», несколько крупных международных фирм, выпускающих разнообразные агрегаты, приборы и устройства для авиакосмической промышленности, и даже производители металлической кухонной посуды высшего качества. Продолжают работу с металлостеклом и наши специалисты.
Известно, например, что для записи и хранения информации используются ферромагнитные материалы. И здесь аморфные металлы могут сказать свое веское слово. В России уже получены материалы, плотность записи па которых достигает 108 бит/см 2. При этом размер области, хранящий один бит, не превышает 1 мкм 2.
Такие материалы можно использовать не только для изготовления носителей информации, но и аморфных головок записи и считывания, например, для магнитофонов. Они относительно дешевы, обладают высокой износостойкостью (время работы порядка 10 000 часов), дают хорошее качество записи и воспроизведения.
С. НИКОЛАЕВ
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Если фотоны привести в порядок…
Нобелевская премия за 2005 год по физике присуждена американцам — Рою Глауберуи Джону Холлу, а также немецкому ученому Теодору Хэншу. Они удостоены ее «за вклад в квантовую теорию оптической когерентности и развитие лазерной спектроскопии», сообщила Шведская Королевская академия наук, которой Альфред Нобель в свое время и поручил отбирать лучшие работы.
Однако что такое оптическая когерентность и лазерная спектроскопия? Какую практическую ценность они имеют? Давайте попробуем разобраться в этом, а заодно и в самой квантовой теории.
Работы нынешних лауреатов можно считать продолжением исследований, которыми занимался еще в 20-е годы прошлого столетия физик Луи де Бройль — между прочим, отпрыск старинного рода французских герцогов.
Именно де Бройль положил конец классической оптике, где свет считали либо потоком частиц, либо электромагнитной волной. Он указал, что в зависимости от конкретных обстоятельств фотон может обладать либо преимущественно корпускулярными свойствами (т. е. может рассматриваться как материальная частичка), либо волновыми свойствами (т. е. имеет вид излучения).
Поначалу современники ученого не восприняли эту идею всерьез и даже подшучивали: дескать, принцип дуализма, то есть двойственности, позволяет и самому де Бройлю выступать в двух обличьях — и как физику, и как литератору.
Однако шутки прекратились, когда Луи де Бройль в 1929 году, в 37 лет — в возрасте, можно сказать, необычно юном для такой награды, — был удостоен Нобелевской премии. А еще несколько лет спустя стал членом Французской академии как писатель. Более того, он стал одним из основоположников своего рода квантовой философии — отрасли науки, которая позволила взглянуть на окружающий нас мир совершенно иными глазами.
Так со временем повышалась точность измерений в микромире.
Сделать же это пришлось вот по какой причине. В конце XIX века многие физики пришли к выводу, что конец света не за горами в буквальном смысле этого слова. Полагая, что энергия звезд излучается непрерывно, подсчитали, что сравнительно скоро они должны прекратить свое существование, полностью истощив запасы материи и энергии. А если перестанут светить звезды, в том числе и наше Солнце, придет конец жизни на Земле.
Однако год проходил за годом, десятилетие за десятилетием, а звезды продолжали светить. Почему?
В 1900 году немецкий физик-теоретик Макс Планк выдвинул предположение: свет излучается не непрерывно, а отдельными порциями-квантами. Отсюда и экономия энергии.
Облегченно вздохнув — конец света, похоже, откладывается, — идею Планка подхватили другие ученые. И разработали в конце концов новое научное направление — квантовую механику.
Правильнее, наверное, было бы назвать ее, как уже говорилось, квантовой философией, поскольку механика традиционно имеет дело с некими механизмами, «грубыми железками», а здесь приходится оперировать квантами света — фотонами, частицами, меньше которых и придумать что-либо трудно. Однако на практике почему- то прижилось название «квантовая механика». Будем им пользоваться и мы.
Следующий шаг сделал всем известный Альберт Эйнштейн. В 1905 году он показал, что предложенные Планком электромагнитные кванты позволяют объяснить фотоэффект — явление, при котором падающий на поверхность металла свет вызывает поток электронов. Именно за это, кстати, а вовсе не за теорию относительности, как думают многие, Эйнштейн в 1921 году был удостоен Нобелевской премии.
Далее в мире науки происходило много еще чего интересного. В частности, в середине XX века были изобретены новые источники света — квантовые генераторы, или лазеры, за создание которых американец Ч. Таунс и два наших физика — Н.Г. Басов и А.М. Прохоров — также были удостоены Нобелевской премии.
Тогда же впервые выступил на сцену и один из нынешних лауреатов. А именно Рой Глаубер из Гарвардского университета в 1963 году заложил основы квантовой оптической теории. Проще говоря, установил, что свет, излучаемый обычной лампой, представляет собой поток неупорядоченных фотонов. Излучение же лазера — это уже марширующая колонна частиц, которая обладает своими особенностями. Используя их, можно послать лазерный луч на куда большее расстояние, чем, скажем, «достает» свет обычной керосиновой лампы или даже электрического прожектора.