Журнал "Компьютерра" N730
Шрифт:
Мощный экспериментальный метод трехмерной визуализации магнитных полей внутри материалов и конструкций разработали ученые из Института Хана-Мейтнера (Hahn-Meitner-Institute) в Берлине. Он поможет ученым лучше понять многие электромагнитные явления - от тех, что протекают в высокотемпературных сверхпроводниках, до тех, что определяют качество поверхности и магнитных головок жестких дисков.
В основе метода лежит давно известная нейтронная радиография. Не имеющие электрического заряда нейтроны сравнительно слабо взаимодействуют
Выяснить это взялись немецкие ученые. В их опытах нейтроны со случайной ориентацией спина сначала пролетали сквозь поляризатор, пропускавший нейтроны только с определенной ориентацией спина, затем - сквозь образец и, наконец, попадали во второй поляризатор - анализатор, определявший новую ориентацию их спина. Образец вращали, получая несколько изображений, а затем в дело вступал компьютер, восстанавливавший трехмерную картину поля.
В экспериментах удалось получить известное магнитное поле диполя, а затем заглянуть внутрь одного из высокотемпературных сверхпроводников YBa2Cu3O7, а также проследить за магнитным полем, "захваченным" внутри охлажденного до нескольких градусов выше абсолютного нуля и ставшего сверхпроводящим свинца.
Новый метод позволяет увидеть многие вещи, о которых раньше нельзя было и мечтать. Например, он дает возможность получить полную трехмерную картину распределения магнитных доменов в образце. Работа немецких ученых сулит прогресс во многих областях, включая разработку различных магнитных запоминающих устройств. ГА
Любопытный способ увеличения нужной части карты разработала японская фирма Alps Mapping сотрудничестве с Нагойским технологическим институтом. Увеличенный кусочек не теряет связей со своим окружением, что должно значительно облегчить чтение карты и ориентацию на местности.
Есть несколько способов зуммирования карт - от простейшего увеличения фрагмента во весь экран до различных комбинаций типа "картинка в картинке". Но ни один из них не позволяет сразу увидеть связь выделенной области с остальной частью карты. Это зачастую вынуждает пользователя подолгу возиться с картой и несколько раз менять масштаб туда-обратно, чтобы разобраться, где что находится и как туда побыстрее добраться.
С помощью нового способа карта увеличивается так, будто к ней приложили широкоугольную линзу "рыбий глаз", которая охватывает сразу все полупространство. Область увеличения состоит из двух концентрических кругов. Во внутреннем круге коэффициент увеличения постоянен, а за пределами наружного круга карта представлена в оригинальном виде. Между кругами масштаб плавно меняется, и изображение искривляется, но так, чтобы его кривизна была минимальной. В результате линии дорог искажаются, но все же остаются непрерывными. Поэтому проследить связь между ними гораздо проще.
Авторы надеются, что так будет удобно разглядывать не только карты. Прежде всего новинка может найти применение в мобильных устройствах с небольшими экранами, вроде КПК и смартфонов. Окончательный приговор этой идее вынесет публика, а пока экспериментальный образец карты с виртуальной лупой ученые выложили в Сеть и ждут замечаний пользователей. ГА
Кто из нас не злился, когда срочно понадобившийся скотч, вместо того чтобы разматываться ровной лентой, вдруг отрывался коротким треугольником. Так "неправильно" почему-то ведет себя не только скотч, но и старые обои, пленка, в которую упакованы компакт-диски, кожура помидоров и многие другие покрытия. И вот, наконец, международной команде ученых из Чили, США и Франции, координируемой из Университета Сантьяго, удалось разобраться, в чем тут дело. Полученное учеными простое соотношение хорошо описывает это распространенное явление и поможет избежать проблем во многих практических приложениях, от упаковки товаров до производства электроники.
Как выяснилось, образование треугольной прорехи обусловлено тремя свойствами липкой пленки - упругостью, энергией приклеивания и энергией разрыва. Ученым удалось вывести формулу, которая связывает эти свойства и угол треугольника, в виде которого отрывается пленка. Стало понятно, почему иногда возникает такой треугольный отрыв. Когда пленку тянут, отклеивая от поверхности, упругая энергия запасается в ее изгибе. Эта энергия может израсходоваться двумя способами - либо на отрыв пленки от поверхности, либо на разрыв самой пленки, что и случается при наличии в ней дефектов, провоцирующих начало разрыва. При отсутствии клея (например, в упаковке компакт-дисков) физика разрыва и форма получающихся фигур гораздо сложнее, но все равно более-менее укладывается в общую концепцию.
Многочисленные эксперименты прекрасно подтверждают теорию. Кроме очевидных практических приложений с ее помощью, измерив угол в получившемся треугольнике, теперь можно вычислить любое из трех свойств пленки, если два других известны. Этот способ очень пригодится разработчикам современной гибкой электроники, поскольку определять свойства применяемых в ней тонких пленок сегодня крайне затруднительно.
На первый взгляд кажется странным, что серьезные ученые из известных университетов занялись такой вроде бы пустячной проблемой. Однако история науки свидетельствует, что, казалось бы, самые простые и обыденные явления зачастую очень трудно объяснить. Любопытно, что такие обрывки давно вдохновляют французского художника Жака Виллажа (Jacques Villeglе), который ищет и отрывает материал для своих шедевров от афиш и рекламы на улицах Парижа и других французских городов. ГА
Принципиально новый высокотемпературный сверхпроводник на основе железа открыли химики из Токийского технологического института. Новый материал не бьет никаких рекордов, становясь сверхпроводящим при 26 градусах выше абсолютного нуля, но обещает помочь ученым разобраться с самим механизмом сверхпроводимости.
Открытые более двадцати лет назад высокотемпературные сверхпроводники, для охлаждения которых использовался сравнительно дешевый жидкий азот, обещали произвести быструю революцию в энергетике, электротехнике и электронике. Они должны были свести к нулю огромные потери энергии на бесполезный нагрев проводов. Но прошло двадцать лет, а коммерческие приложения высокотемпературной сверхпроводимости еще надо поискать.
Дело в том, что несмотря на титанические усилия исследователей механизм высокотемпературной сверхпроводимости до сих пор не очень понятен. Теорий предостаточно (даже, пожалуй, чересчур), но это почти равносильно их отсутствию. Развитая в шестидесятые годы теория сверхпроводимости БКШ (по инициалам ее создателей - Бардин-Купер-Шриффер) сносно объяснила этот эффект в металлах и сплавах при низких температурах. Но она плохо работает в сложной слоистой структуре высокотемпературных сверхпроводников. Поэтому физикам приходится продираться в потемках, часто по наитию, тупо меняя атом за атомом в различных соединениях. И многие из них оказываются непрочными, нестабильными или даже ядовитыми, что препятствует коммерческому применению сверхпроводимости.