Журнал «Компьютерра» № 33 от 11 сентября 2007 года
Шрифт:
Хотя из знаменитого телескопа имени Хаббла уже чуть ли не песок сыплется, а сам проект не раз и не два пытались свернуть, достичь таких же успехов в фотографировании небесных тел никому пока не удается. Космический телескоп оказывается просто-напросто выше (в обоих смыслах) всех попыток ученых избежать дорогостоящего выноса телескопической оптики за пределы атмосферы.
Именно атмосфера своей турбулентностью не позволяет крупнейшим телескопам на Земле сделать снимки, близкие по разрешающей способности к хаббловским. Скромный по современным меркам диаметр объектива орбитального телескопа все равно переигрывает десятиметровых монстров из высокогорных обсерваторий в четкости снимков. Но кажется, астрономам,
Группа ученых Кембриджского и Калифорнийского университетов под идейным началом доктора Крейга Маккея (Craig Mackay) из Кембриджа разработала аппаратно-программную систему, которая позволила с помощью Паломарского пятиметрового телескопа получить изображения, вдвое превосходящие по разрешению снимки телескопа имени Хаббла.
Технология получила название Lucky Imaging, а камеру, используемую для фиксирования изображений, нарекли соответственно Lucky Camera. Нужно сказать, что инструменты "удачной съемки" работают в паре с уже давно взятой на вооружение системой адаптивной оптики, автоматически подстраивающейся под атмосферные искажения и частично их компенсирующей. Каков же рецепт удачного снимка?
Традиционно на телескопе для получения изображений объектов с низкой светимостью делают длительную выдержку, позволяющую накопить достаточно света. Выдержка может составлять и многие десятки минут, если в этом есть необходимость. Однако по технологии Lucky Imaging вовсе не нужно использовать всю информацию, которую получает телескоп за время экспозиции. Специальная программа, следящая за атмосферной турбулентностью, отбирает лишь те моменты съемки, которые соответствуют почти нулевым искажениям. Чтобы вычленить эти мгновенья, хаотически разбросанные по времени экспозиции, Lucky Camera делает не один снимок, а множество кадров с малой выдержкой, успевая за секунду двадцать раз виртуально щелкнуть затвором. Иными словами, ведется видеосъемка неба. После сортировки кадров, полученных с помощью малошумящей быстрой камеры компании E2V Technologies, отобранные изображения сливаются в одно.
Если верить заявлениям ученых, то получить снимки, равнозначные по четкости фотографиям орбитального телескопа, теперь можно и с Земли, причем в пятьдесят тысяч раз дешевле. Однако минусы есть и у этой разработки. Обратная сторона процесса отбора кадров состоит в том, что большая часть световой информации выбрасывается. Для того чтобы получить снимки, аналогичные по яркости традиционным, выдержку приходится увеличивать во много раз. Это означает, что орбитальный телескоп все равно оказывается расторопнее земных собратьев. В то же время деньги решают все, и при выборе между временными затратами и материальными очень часто на заклание отправляют именно время. Если технология Lucky Imaging и дальше будет доказывать свою эффективность, то планы вывода в космос новых оптических телескопов наверняка подвергнутся пересмотру. АБ
Удивительно простой и дешевый способ изготовления периодических нано– и микрорешеток предложили ученые из Принстонского университета. Как и почему он работает, пока не очень понятно, но уже ясно, что эта технология будет востребована во многих областях – от электроники и оптики до биологии и химии.
Каждый, кто хоть раз ронял что-нибудь стеклянное, знает на какие причудливые осколки порою разбиваются хрупкие предметы. Несмотря на обилие теорий, механизм роста трещин, который определяет форму осколков, до сих пор не очень понятен. И тем более удивительно, что в Принстоне научились использовать этот загадочный процесс.
Новая технология получения нанорешеток предельно проста. Между двумя кремниевыми пластинами толщиной примерно в полмиллиметра и размером до нескольких сантиметров запекают тонкий слой полистирола или другого стеклообразного полимера. Затем для инициации роста трещины с одной стороны в середину слоя пластика вставляют лезвие бритвы и разрывают пластины. Слой полимера колется так, что получается пара дополняющих друг друга поверхностей с одинаковыми бороздками. Ширина бороздок оказывается примерно вчетверо больше толщины полимера и кроме этого практически ни от чего не зависит. Таким простым способом уже удалось получить решетку с периодом всего-навсего 60 нм.
Эксперименты показали, что решетки получаются из полимеров почти любого состава и плотности. Важно лишь, чтобы полимер был аморфным и достаточно хрупким, поскольку нагретое выше температуры стеклования вещество при разрыве деформируется и трещина в нем не возникает. И, наконец, полимер должен прочно приклеиться к кремнию, чтобы потом не оторваться.
Разумеется, для получения подобных нанорешеток уже имеется множество различных технологий, от фотолитографии и нанопечати до использования электромагнитных неустойчивостей. Однако ни одна из них не может сравниться с новым способом по простоте и дешевизне. Сейчас принстонские ученые, не забыв запатентовать новый способ, пытаются разработать детальную теорию образования таких нанорешеток. Без теории трудно будет найти оптимальные условия формирования решеток и определить их минимально возможный период. ГА
Первый кремниевый полевой транзистор для спин-поляризованных электронов разработали специалисты из Делавэрского университета в Ньюарке при поддержке коллег из Кембриджа. Это еще один важный шаг на пути к практическому внедрению спинтроники.
В новом устройстве, как и в обычном полевом транзисторе, приложенное к затвору напряжение управляет величиной тока. Только электроны в нем имеют одинаково ориентированный спин, а это значит, что они могут нести дополнительную информацию по сравнению с электронами в обычном транзисторе. Это не первое устройство такого типа. Два года тому назад подобный прибор был изготовлен в Базельском университете на основе углеродных нанотрубок. Но кремний пока еще остается основой электроники, а новый транзистор полностью совместим с обычным технологическим процессом и гораздо ближе к коммерческой реализации.
Основу транзистора составляет вертикальный канал из чистого кремния длиной 10 мкм, над которым расположен управляющий электрод. Спин-поляризованные электроны впрыскиваются в канал сверху и движутся вниз сравнительно долго. За это время их спин поворачивается благодаря магнитному полю, порождаемому тонким слоем ферромагнетика. Но если к электроду приложить напряжение, то электроны пролетают канал быстрее и их спин поворачивается гораздо меньше. На выходе из прибора стоит фильтр, выделяющий электроны с нужной ориентацией спина. В некоторых экспериментах ток увеличивался в семь раз при повышении напряжения с нуля до трех вольт.
К сожалению, новый транзистор пока работает лишь при низкой температуре – около 85 градусов выше абсолютного нуля – и способен управлять только очень слабым током – десятки пикоампер. И если, считают авторы, с увеличением рабочей температуры до комнатной проблем не будет, то над увеличением тока придется еще поработать. ГА
Знаменательный повод обратиться друг к другу с этой фразой настал для более чем 72 тысяч человек, причастных к созданию русской Википедии (ru.wikipedia.org): в ее копилку легла двухсоттысячная статья. За год с небольшим, прошедший после покорения «стотысячника» (см. «КТ» #650), отечественная Вики успела сделать многое. Заткнув за пояс по числу статей 120-тысячный Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, она стала крупнейшей русскоязычной энциклопедией, попутно стяжав целый букет разнообразных призов, среди которых – престижнейшая "Премия Рунета" в номинации "Наука и образование".