Излучатель был собран из выброшенного рентгеновского аппарата, стоявшего некогда в кабинете зубного врача, а также бытового усилителя, купленного в ближайшем магазине. Он бомбардировал стаканчик излучением в течение нескольких недель. После тщательной обработки полученных данных руководитель группы доктор Карл Коллинз (Carl Collins) объявил о несомненном успехе. Судя по записям регистрирующей аппаратуры, ученые нащупали путь к созданию миниатюрных бомб колоссальной мощности – устройств размером с кулак, способных производить разрушения, эквивалентные десяткам тонн обыкновенной взрывчатки.

Основа ее начинки – Hf-178-m2, изомер (не изотоп!) гафния-178. Понятие ядерной изомерии возникло в 1921 г, когда немецкий химик, будущий лауреат Нобелевской премии Отто Ган обнаружил «неправильный» вариант одного из продуктов распада урана, названного им «ураном XII» (UXII). Ни по своим химическим свойствам, ни по массовому числу он не отличался от уже известного радиоактивного элемента, «урана Z» (UZ) – и все же он обладал иным, значительно более продолжительным периодом полураспада. Позднее выяснилось, что в обоих случаях это был изотоп протактиний-234 (234Pa) - в возбужденном (изомерном) и основном состоянии ядра.

Ядерные изомеры - это долгоживущие возбужденные состояния атомных ядер. Такие ядра имеют необычную структуру: при определенных условиях формирующие их нейтроны и протоны могут принять особую, возбужденную конфигурацию. Большая часть изомеров отличается крайне недолгим сроком жизни – ядра практически моментально переходят в обыкновенное состояние, освобождая избыток энергии в виде фотонов рентгеновского диапазона или передавая его электронам атомной оболочки (т.н. внутренняя конверсия). Однако некоторые могут оставаться стабильными в течение довольно долгого срока. К числу таких физических диковинок принадлежит, в частности, Hf-178-m2 (он же 178m2Hf, по принятому в отечественной науке написанию).

Мета-стабильные изомеры можно использовать в роли своеобразной «энергетической губки», способной сохранять впитанную энергию на определенный срок и с относительно небольшими потерями. Период полураспада 178m2Hf составляет 31 год: это означает, что за три десятка лет кусок изомерного гафния потеряет только половину избыточной энергии, высвободив ее в виде рентгеновского излучения. Кроме того, среди известных ныне ядерных изомеров 178m2Hf обладает наибольшей энергией возбужденного состояния – 2,446 МэВ, так что один грамм возбужденного изомера по запасенной энергии эквивалентен примерно 300 кг тринитротолуола. Все это значит, что из 178m2Hf могла бы получиться прекрасная взрывчатка – нужно лишь найти способ, позволяющий резко ускорить его переход в нормальное состояние, то есть создать устройство, которое сыграло бы в изомерной бомбе роль запала.

В отчете Коллинз писал, что ему удалось зарегистрировать крайне незначительный рост рентгеновского фона, который испускал облучаемый образец. Между тем именно рентгеновское излучение является признаком перехода 178m2Hf из изомерного состояния в обыкновенное. Следовательно, утверждал он, его группе удалось добиться ускорения этого процесса за счет бомбардировки образца рентгеном (при поглощении рентгеновского фотона с относительно небольшой энергией ядро переходит на другой возбужденный уровень, а затем следует быстрый переход на основной уровень, сопровождающийся высвобождением всего запаса энергии). Чтобы заставить образец взорваться, — рассуждал Коллинз, — нужно лишь увеличить мощность излучателя до определенного предела, после которого собственное излучение образца окажется достаточным для того, чтобы запустить цепную реакцию перехода атомов из изомерного состояния в нормальное. Результатом станет весьма ощутимый взрыв, а также колоссальный всплеск жесткого рентгена.

Научное сообщество встретило эту публикацию с явным недоверием – большинство экспертов сочло, что полученный результат является следствием различных измерительных ошибок. Несмотря на это, Пентагон крайне заинтересовался работой Коллинза и выделил ему деньги на дальнейшие исследования. Изучение ядерных изомеров открывало дорогу к созданию принципиально новых бомб, которые, с одной стороны, были бы значительно мощнее обыкновенной взрывчатки, а с другой – не подпадали бы под международные ограничения, связанные с производством и применением ядерного оружия (изомерная бомба не является ядерной, поскольку в ней не происходит превращения одного элемента в другой). Изомерные бомбы могли бы быть очень компактны (у них нет ограничения по массе снизу, поскольку процесс перехода ядер из возбужденного состояния в обычное не требует наличия критической массы), а при взрыве высвобождали б огромное количество жесткого излучения, уничтожающего все живое.

В течение последующих нескольких лет небезызвестное агентство DARPA вложило в изучение Hf-178-m2 несколько десятков миллионов долларов, однако до создания рабочего образца бомбы дело так и не дошло, и в 2004 г. программа была закрыта. Отчасти это объясняется неудачами исследовательского плана – в ходе нескольких экспериментов с использованием мощных гамма-излучателей Коллинзу не удалось продемонстрировать хоть сколько-нибудь значимое увеличение фона облучаемых образцов. Попытки повторить результаты Коллинза предпринимались неоднократно, но ни одна другая научная группа (а в их число входили Лос-Аламосская, Аргоннская, Лоуренс-Ливерморская и Брукхэвенская национальные лаборатории США, использовавшие гораздо более мощные рентгеновские источники) не смогла это сделать.

Уже тогда указывалось, что, при всех своих преимуществах, изомерная бомба обладает целым рядом принципиальных недостатков. Во-первых, Hf-178-m2 радиоактивен, так что бомба будет не совсем «чистая» (некоторое заражение местности «несработавшим» гафнием будет иметь место). Во-вторых, изомер Hf-178-m2 не встречается в природе, а процесс его наработки довольно дорог: его обычно получают в очень малых количествах для научных исследований, бомбардируя протонами мишень из тантала. Поскольку масса малого боевого заряда должна составлять хотя бы несколько десятков грамм, такие боеприпасы получаются воистину «золотыми».

А уже в 2000-е годы, и уже в России было показано, что и эти недостатки не являются решающими. Дело тут не в несовершенстве техники или недоработках экспериментаторов. Евгений Ткаля из Института ядерной физики МГУ продемонстрировал, что заявленные результаты – эффективное снижение времени полураспада изомера под действием рентгеновского излучения – глубоко противоречат всей теории, лежащей в основе современной ядерной физики. При самых благожелательных допущениях он получал значения, на порядки меньшие, чем те, о которых рапортовал Коллинз. Здесь в истории изомерной бомбы можно ставить если не точку, то длинное многоточие. Ускорить выделение колоссальной энергии, которая заключена в изомере гафния, пока что невозможно. По крайней мере, с помощью реально существующих технологий.

Правила|Наш баннер

Сегодняшние компьютерные компоненты с трудом переносят даже краткое перенагревание. Новый же микрочип, разработанный схемотехниками NASA, продемонстрировал возможности непрерывной работы в течение более 1700 часов при температуре 500 ОС. Это означает более чем 100-кратное увеличение устойчивости в сравнении с существующими системами. Интегральная микросхема дифференциального усилителя построена на основе карбида кремния – и она может стать первой ласточкой в целой серии электронных компонентов, необходимых для работы в крайне жарких условиях.

Прежде всего, они могут пригодиться для работы в составе реактивных двигателей. Электроника, инкорпорированная в части двигателя, способна будет контролировать процесс сгорания, увеличивая безопасность и экономичность работы двигателей, и снижая уровень вредных выбросов. То же касается и обычных автомобильных двигателей внутреннего сгорания. Высокотемпературные микросхемы найдут применение и в газо- и нефтедобыче, и, конечно, при освоении некоторых небесных тел – к примеру, в условиях горячей атмосферы Венеры.

По словам инженера NASA Фила Нойдека (Phil Neudeck), разработка новой микросхемы «представляет собой действительно значительный шаг к созданию электроники, устойчивой к самым суровым условиям. Ее возможность эффективно противостоять нагреванию позволит в будущем избавиться лишних охлаждающих элементов, проводов и соединений, снижающих производительность, повышающих вес и стоимость электроники, которую применяют в условиях перенагревания».

Среди других недавних достижений схемотехники – новая технология, увеличивающая вместимость флэш-памяти вдвое («Чтобы помнили») и создание объемных микросхем («Выход из плоского тупика»).

Правила|Наш баннер

На проходящем сейчас в австрийском Линце фестивале Ars Electronica британский дизайнер Демитриос Карготис (Demitrios Kargotis) представил необычный автомат Dr. Whippy, предназначенный для продажи (или просто раздачи) мягкого мороженого. Но не все так просто.

В автомат встроен анализатор голоса: отвечая на вопросы робота, покупатель дает ему бесценную информацию о своем эмоциональном состоянии. В соответствии с этим Dr. Whippy отпускает вкуснейшее мороженое – чем несчастнее чувствует себя человек, тем большая порция ему достанется. Надеемся, что такие автоматы вскоре получат самое широкое распространение.

Напомним, что не так давно прошло сообщение о том, как ученые научили компьютер распознавать эмоциональное состояние человека по его мимике («Небольшой шаг для компьютерщиков»).

Правила|Наш баннер

Принцип работы прост. «Сердце» батарейки - радиоактивный изотоп водорода - тритий. Изотоп испускает электроны, которые попадают на кремниевую пластинку, которая и индуцирует электрический ток. Эта технология известна уже около полувека, и нечто похожее даже использовалось в качестве энергетической «начинки» на советских луноходах. Однако при великолепной долговечности коэффициент полезного действия у таких источников энергии чрезвычайно мал. Поэтому их и не удавалось использовать в бытовой технике. Но американские ученые заявили, что им удалось усовершенствовать эту технологию и повысить кпд «вечной» батареи. Впрочем, пока никаких подробностей они не раскрывают. Не ясно также, сколько будут стоить такие батареи. Но если они все же появятся на рынке, то может сложиться смешная ситуация. Сейчас, по статистике, человек пользуется одним и тем же телефоном в среднем два года, а ноутбуком - пять. Просто потому, что модель устаревает, меняются стандарты передачи данных, появляются новые технологические возможности.
И получается, мобильник свой срок отработал, а батарейка в нем еще как новенькая. Даже жалко выкидывать...

Размер картинки стандартом UHDTV определён в 7680x4320 с количеством пикселов не менее 32 миллионов. Для сравнения HDTV-картинка представляется на экране 2 миллионами пикселов (1980x1080), а SDTV-изображение формируется всего лишь с помощью 200 тысяч пикселов. Частота кадровой развёртки UHDTV составляет 60 кадров в секунду. Час видео в формате UHDTV будет занимать около 12 терабайт. Думаю, что проводить аналогию между этой цифрой и количеством фильмов в DVD-качестве, которые потребуют столько же «места», просто неуместно. Тем более, что речь пойдёт уже о тысячах DVD-дисков. Предполагается, что UHDTV-изображение проецируется на экран с диагональю до 450 дюймов, а для передачи звука используется более двадцати каналов аудио.

Количество пикселов в UHDTV-изображении, конечно, внушает, но в конечном итоге не только они определяют качество картинки. Не менее важным параметром является динамический диапазон изображения, то есть контрастное отношение. Человеческий глаз способен чувствовать контраст между самым ярким белым и самым тёмным цветами приблизительно 100 000 к 1. В то же время ни одно техническое средство отображения информации пока не приблизилось вплотную к этому рубежу. Так что, попросту говоря, UHDTV пока не на чем смотреть. Другой важный момент – это угол обзора по горизонтали. Технология UHDTV уже сегодня позволяет достигнуть углов обзора в 100 градусов.

Стоит сказать и о звуке. При разработке UHDTV учёные компании NHK сосредоточились на достижении качественного звукового представления. Новый стандарт звука был назван 22.2. Десять спикеров должны находиться на уровне ушей, девять уровнем выше и три уровнем ниже. Также два сабвуфера будут отвечать за воспроизведение низкочастотных эффектов. Подобная звуковая система находится далеко за рамками современных 5.1 и 7.1 систем многоканального звука.

Понятно, что массовости такому формату не занимать, но разработками уже заинтересовалась Sony, предполагается использовать весь потенциал нового формата для показа видео в медицинских и иных специфических областях.

Реальные тестовые показы возможностей UHDTV уже были проведены несколько раз. Самыми значительными были показ UHDTV на выставке в Японии в 2005г., когда эту технологию в действии увидели 1.5 миллиона посетителей, и представление демонстрационной UHDTV-системы на Международном конгрессе по вопросам телевещания (IBC) в Амстердаме (Голландия) в сентябре 2006г. Однако пока U-HDTV пригодна только для использования в кинотеатрах.

На вопрос о том, а существует ли насущная потребность в подобном сверхвысоком качестве изображения, можно не отвечать. Достаточно вспомнить, что сказал Билл Гейтс об оперативной памяти компьютера в 1981г.: «любому должно хватить 640 килобайт»…