XCOD.INFO

Дин Камен, разработчик популярных скутеров Segway и владелец исследовательской компании Deka, сегодня представил свою новую разработку - роботизированный протез руки, способный практически полностью заместить функционал настоящей руки. Камен говорит, что разработки протеза спонсировались Армией США и предназначены они в первую очередь для солдат, утративших конечности в горячих точках.

В основе принципа работы новой роботизированной руки лежит необычная вибрационная панель, которая крепится к ноге. Точнее к ступне. Панель способна улавливать определенные команды, поступающие от человека и передавать их искусственному манипулятору.

Сам Камен рассказывает, что панель работает наподобие джойстика, только управляемого ногой. “Массив сенсоров, встроенный в ботинок или прикрепленный к ступне, позволяет человеку маневрировать рукой. В зависимости от того, в какую часть ботинка идет большее давление ногой, рука поднимается или опускается, ведет вправо или влево”, - говорит он.

Нынешняя версия руки создана с использованием проводов, будущие версии будут работать по радиоканалу. В еще более отдаленной перспективе интегрировать сенсоры протеза можно будет с нервной системой, чтобы управление было почти на 100% естественным.

Deka уже изготовила несколько вариантов протезов - для тех, кто лишился руки почти от плеча, для тех кто имеет ампутированную конечность от предплечья или же для тех, кто лишился лишь кисти.

Оснащен протез и механизмом обратной связи - путем вибрации человек может определить тактильно гладкость поверхности соприкасаемого материала. Камен говорит, что овладеть новым протезом конечно не легко, то после получения соответствующих навыков его можно использовать для удержания самых маленьких предметов, например карандашей, или же для выполнения работы по дому.

Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) заявило о предстоящем в июне старте миссии на Луну.

Изображение Луны собрано из 150 снимков, сделанных 61-дюймовым телескопом (коллаж Pablo Lonnie Pacheco).

Задача полета — исследование поверхности спутника с целью а) определения мест для посадки пилотируемых кораблей и б) нахождение воды (льда), что в итоге могло бы позволить человечеству не только работать, но и поселиться на Луне.

Старт ракеты-носителя «Атлас-5» с мыса Канаверал назначен на 17 июня. К Луне полетят сразу два аппарата — орбитальный аппарат LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), чья задача — поиски воды, и LCOSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), модуль, предназначенный для исследования кратеров.

Сообщается, что основное внимание миссии будет уделено малоизученным полюсам Луны как потенциальным источникам запасов водяного льда. По словам руководителя лунных исследований НАСА Майка Варго (Mike Wargo), на полюсах имеются затененные кратерные области, не видевшие солнечного света в течение 1–2 миллиардов лет. Именно здесь, возможно, будут обнаружены запасы льда, которые могут стать ключом для будущих полетов на Луну, послужив потенциальным источником кислорода для астронавтов и окислителем для ракетного топлива.

Орбитальный аппарат LRO, снаряженный аппаратурой для измерения температуры, радиоактивности, уровня водорода и фиксации лунного рельефа, будет двигаться по орбите вокруг полюсов, составляя пространственные карты и собирая многочисленную информацию, которая впоследствии будет использована при выборе мест для посадки пилотируемых кораблей.

Другой модуль, LCOSS, займется изучением тех самых вечно затененных кратеров. На октябрь запланировано столкновение LCOSS с лунной поверхностью, в результате которого, как ожидается, пыль, разлетевшаяся в радиусе 9,6 км, позволят наблюдателям (тому же LRO и, возможно, земным обсерваториям) обнаружить в облаке следы воды.

Напомним, в 2004 году президент США Буш пообещал нации, что американцы вернутся на Луну до 2020 года. Теперь же, столкнувшись с огромным дефицитом бюджета, нынешняя администрация усомнилась в исполнении сроков этой задачи. Существуют и технические проблемы: космический корабль, который должен доставить астронавтов на спутник, будет списан в следующем году, а новый летательный аппарат подготовят к запуску не раньше 2015-го.

Подготовлено по материалам Франс Пресс.

Ученые впервые стали свидетелями процесса, который можно назвать звездной утилизацией: вещество исчерпавшего энергию и замедлившего вращение радиопульсара перетекает к сверхбыстрому рентгеновскому пульсару, которому уготована долгая жизнь.

Аккреция в двойной системе пульсаров.

Явление, известное как звездная аккреция, ранее на примере пульсаров не наблюдалось. Группа канадских, британских, нидерландских, австралийских и американских ученых зафиксировала процесс с помощью телескопа Роберта Бёрда (Грин-Банк, Западная Виргиния, США) и отчиталась об этом в журнале Science.

Пульсары — это быстро вращающиеся сильно намагниченные нейтронные звезды, остатки взрывов сверхновых. В результате вращения звезды поток узконаправленного излучения попадает в поле зрения наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы пульсара. В течение 1–10 млн лет радиопульсар расходует свою энергию вращения на излучение и замедляется. Если радиопульсар входит в двойную систему, его вещество может перейти к рентгеновскому пульсару, который излучает как раз за счет аккреции вещества звезды-соседа, заполнившего свою полость Роша. Как следствие, масса рентгеновского пульсара медленно растет, увеличивается его момент инерции и частота вращения. Излучать такой пульсар может чуть ли не вечно.

Двойные системы пульсаров считаются астрофизиками великолепными площадками для изучения звездной эволюции и физики экстремальных состояний вещества.

Подготовлено по материалам Франс Пресс.

Проект ENDURANCE развивается на средства и под эгидой NASA в рамках более крупного астробиологического проекта ASTEP – Astrobiology Science & Technology for Exploring Planets (фото Vickie Siegel).

Американский автономный подводный робот ENDURANCE, построенный в рамках проекта изучения подлёдных океанов на других планетах, завершил первый полевой сезон в Антарктиде, где показал свои способности под толщей льда озера Бонни (Lake Bonney) в долине Макмёрдо (McMurdo).

ENDURANCE означает Environmentally Non-Disturbing Under-ice Robotic ANtarctic Explorer, то есть антарктический подлёдный исследователь, не тревожащий окружающую среду. Последняя добавка неслучайна — данный робот является рабочим прообразом той машины, что однажды сможет проникнуть под толщу льда, укрывающего океан на спутнике Юпитера — Европе, где возможно существование жизни. Хотя бы только и микробной.

А значит, машина не должна принести с собой микробов земных. Да и в нынешних тестах “деликатность” не помешает. Ведь озеро Бонни связано с ледником Тейлора (Taylor Glacier). А он известен своим феноменальным кровавым водопадом, поставляющим с большой глубины бактерии, находившиеся в изоляции от внешнего мира 2 миллиона лет.

Фактически ENDURANCE — это доработанный и переименованный хорошо нам известный интеллектуальный робот DEPTHX, детище компании Stone Aerospace, построенное при участии спецов из института робототехники университета Карнеги-Меллона (Robotics Institute of CMU).

Главная особенность аппарата — способность к самостоятельной навигации подо льдом, к выполнению “полётного задания” (по сбору научных данных) и автономному возвращению к проруби, через которую его опускали.

В 2007-м DEPTHX нырнул на дно самого глубокого на планете естественного колодца, составив его карту. А вот теперь робот проявил себя с самой лучшей стороны в куда более суровых условиях.

В минувшую зиму он провёл несколько десятков погружений на озере Бонни. Для чего учёным пришлось протопить в пятиметровом льду колодец диаметром более 2 метров (сам круглый робот имеет диаметр 2,13 м). Только на создание этого отверстия ушло три дня. Вокруг была установлена платформа для крана (в воздухе ENDURANCE весит 1,3 тонны), прикрытая палаткой — Bot House.

Отсюда подводный робот и стартовал в свои вылазки, продолжавшиеся месяц. И хотя для страховочного контроля за ним (это всё же ещё тесты) учёные применяли длинный оптоволоконный кабель, машина действовала исключительно под управлением бортового интеллекта, совершая разведку на большом удалении от проруби (в сотни метров) и на приличной глубине. Общий же путь под водой в каждом таком погружении составлял от 1 до 2 километров.

Аппарат записывал показания температурного, химических и биологических датчиков в разных точках и наносил их на свою карту. Тем самым, кстати, он внёс колоссальный вклад в изучении самого озера, в котором раньше учёные лишь делали крошечные проруби, опуская на тросе набор сенсоров. При солидных размерах водоёма это не слишком продуктивно.

Возвращаясь, робот использовал собственный комплекс навигации и память своих перемещений, а на конечном этапе — применял камеру для визуального поиска проруби и всплывал точно по её центру, не касаясь стенок.

“Когда он появлялся в отверстии во льду, это был самый впечатляющий момент для меня”, — делится своими переживаниями профессор Питер Доран (Peter Doran) из университета Иллинойса в Чикаго, научный руководитель всего проекта ENDURANCE. Ныне Доран подводит итоги зимней экспедиции, и итоги эти радуют.

Далее: скала “картошка” (Potato Rock), стоящая на краю озера. Из-за таких скал учёные опасались направлять робота к берегам. И не зря – один двухметровый валун попался машине в её путешествии (в центре). Правее: визуализация показаний сонаров робота. Внизу: отмечена часть ледника, из которой шёл поток воды, так огорчивший исследователей озера (фотографии с сайта evl.uic.edu).

О проекте, к слову, мы детально рассказывали. И тогда мы, в частности, говорили, что вслед за DEPTHX/ENDURANCE нынешнего образца участники проекта намерены создать новый ENDURANCE, значительно более компактный, лёгкий и более умный, а это должно явиться следующим шагом на пути таких подводных машин к далёкой Европе.

Интересно, что первый сезон не обошёлся без неожиданностей. Так, тёплая погода привела к усилению таяния ледника Тейлора, который дал сильный выброс воды в озеро. В результате в самом озере вода помутнела, так что видимость порой падала до 30 сантиметров. Из-за этого не удалось провести видео— и фотосъёмку подводной части ледника. Но в следующем сезоне учёные рассчитывают выполнить и эту задачу.

Также никто не предвидел воздействие насыщенных газом вод озера на аппарат — на его поверхности образовывались мириады микропузырьков, увеличивающие плавучесть робота. Так что, дабы компенсировать этот эффект, инженерам пришлось поставить в машину дополнительный комплект аккумуляторов, подняв её массу.

Но все эти трудности — хороший тест для проекта, имеющего “космический” прицел.

Группа китайских ученых впервые в лабораторных условиях сумела создать плюрипотентные стволовые клетки свиней, что позволит побороть вирус A/H1N1, вывести новые виды свиней для сельского хозяйства и даже сделать их внутренние органы пригодными для пересадки людям, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Journal of Molecular Cell Biology. Об этом сообщает РИА Новости.

В естественных условиях стволовые клетки образуются только на стадии эмбрионального развития организма. Их особенностью является способность превращаться в любой из типов специфических клеток, образующих те или иные ткани организма.

Попытки вернуть уже специализированные клетки в изначальное недиффиренцированное состояние, иначе говоря, создать плюрипотентные стволовые клетки свиней, не отличимые по своим свойствам от эмбриональных стволовых клеток этих животных, ученые безуспешно предпринимали в течение длительного времени.

Впервые получить “искусственные” стволовые клетки свиней удалось доктору Лэй Сяо и коллективу лаборатории Шанхайского института биохимии и клеточной биологии, которой он руководит. Как и в случае плюрипотентных стволовых клеток человека, клетки тканей свиней переходят в недифференцированное состояние под воздействием определенных белков.

Команде Сяо удалось ввести гены этих белков в клетки костного мозга и ушных тканей свиней с помощью безвредных вирусов и доказать, что полученные клетки действительно перепрограммируются в плюрипотентное состояние. По своим свойствам они оказались неотличимы от эмбриональных стволовых клеток и проявили способность превращаться в специфические ткани того или иного типа, присутствующие в организме животных.

Достижение ученых позволит использовать свиней в качестве модельных животных для изучения генетических заболеваний человека, а также создавать генетически модифицированных свиней, устойчивых к заболеваниям. Кроме того, генетически модифицированные свиньи могут стать источниками органов для трансплантации человеку.

“Различные виды свиней биологически очень близки к человеку - даже размеры наших внутренних органов практически совпадают, не говоря уже об их функционировании. Генетическое модифицирование может позволить избежать отторжения тканей при пересадке внутренних органов свиней пациентам, вынужденным иначе годами надеяться на появление подходящего донора”, - сказал Сяо, слова которого приводит издательство Oxford University Press, выпускающее журнал.

Кроме того, по мнению авторов исследования, использование стволовых клеток свиней позволит в будущем создавать новые генетически модифицированные виды животных, разведение которых в сельском хозяйстве более выгодно. Сяо надеется, что первые достижения ученых на этом поприще появятся уже через несколько лет.

“Мой главный интерес – химия твёрдого тела и электрохимия”, – сообщает о себе профессор Брюс. Кстати, свою работу по созданию новой батареи он выполнил в сотрудничестве с учёными из университетов Стретчклайда и Ньюкасла (фото University of St Andrews).

Необычная батарея, обладающая одновременно чертами топливных элементов и литиево-ионных аккумуляторов, способна в разы превзойти последние по удельной ёмкости. Лабораторный прототип устройства построила группа учёных под руководством профессора Питера Брюса (Peter Bruce) из университета Сент-Эндрю (University of St Andrews).

Если в топливных элементах и топливо, и окислитель поступают извне, а в аккумуляторах все компоненты, необходимые для реакции находятся в самой батарее, то в новом элементе топливо всегда расположено в корпусе устройства, а вот кислород, необходимый для его окисления поступает из атмосферы. Тут сразу вспоминаются воздушно-цинковые батареи (Zinc-air battery), но они либо одноразовые, либо нуждаются в механической перезарядке (смене картриджа). Новичок же действует как обычный аккумулятор — он способен заряжаться от сети.

Всё дело в том, что, по сути, он представляет собой литиево-ионную батарею (Lithium-ion Battery). Только очень специфического типа — это литиево-кислородная батарея (Lithium Oxygen Battery), или иначе — Li-O₂ ячейка.

Классический литиево-ионный аккумулятор содержит анод из графита, катод из оксида кобальта лития (хотя тут возможны варианты) и электролит, содержащий литиевую соль. Ионы лития курсируют между двумя электродами в процессе зарядки и разрядки, отправляя электроны во внешнюю цепь в ту или иную сторону. Проблема, по мнению Брюса, заключается в том, что оксид кобальта лития — громоздкая и тяжёлая часть устройства. Именно положительный электрод учёный считает главным препятствием для увеличения плотности энергии в таких батареях.

Потому в новой ячейке Питер заменил традиционный катод на тонкую пластинку из очень лёгкого высокопористого углерода, с добавкой высокоэффективного катализатора, который с одной стороны пропитывается электролитом, а с другой — сообщается через мембрану с атмосферным воздухом.

Когда такой аккумулятор отдаёт ток в нагрузку, кислород из воздуха проникает в пористый углерод, где вступает в реакцию с ионами лития из электролита, и, забирая электроны из внешней цепи, образует оксид лития Li₂O₂. Пока это сильно напоминает воздушно-цинковую батарею. Но прелесть разработки в том, что все реакции тут обратимы: если новый аккумулятор заряжать от розетки — оксид разлагается, высвобождая ионы лития в электролит, а кислород — обратно в атмосферу.

Анализ опытной ячейки при помощи рентгеновской дифракции показал, что весь оксид лития, который формируется при разряде, полностью разлагается во время заряда батареи. О том же говорит и масс-спектрометрия, зафиксировавшая выход кислорода во время подзарядки аккумулятора.

При этом по удельной ёмкости на единицу веса Li-O₂ ячейка превзошла обычные литиевые батарейки для сотовых телефонов в 8 раз, — сообщают авторы разработки.

И это ещё не предел, по теории отдачу такой ячёйки можно поднять ещё, скажем до 10 раз против стандартного аккумулятора, — говорят исследователи. Правда, когда она будет превращена не в лабораторный прототип, собранный на коленке, а в стандартный аккумулятор для мобильника, с пластиковым корпусом и прочими сопутствующими элементами, причём пригодный для массового производства, показатели Li-O₂ батареи окажутся куда скромнее — “всего” вдвое лучше, чем у сегодняшних литиевых аккумуляторов, — сообщает Брюс.

Однако, прежде, чем это случится, нужно будет ещё подробнее изучить процессы, идущие во время разряда и заряда такой ячейки, в частности подобрать лучшие катализаторы (они играют ключевую роль в восстановлении лития и выпуске кислорода обратно в воздух).

Читайте также о проекте электрохимического элемента, превосходящего по энергоёмкости бензин, работающем прототипе тонкоплёночной батареи с твёрдым электролитом, обходящем литиевые ячейки по ёмкости и экспериментальном аккумуляторе, заряжающемся за 9 секунд.

Запутанность*, как многие квантовые эффекты, противоречит некоторым из наших глубочайших интуитивных представлений о мире. Она может <взорвать> специальную теорию относительности Эйнштейна

Наша интуиция, исходящая из всего прошлого опыта, говорит нам, что если, например, требуется переместить камень, то нужно его непосредственно коснуться, или взять палку, которой его можно сдвинуть, или дать команду, которая посредством колебаний воздуха достигнет уха человека с палкой, способного толкнуть этот камень или выполнить еще какое-нибудь действие подобного рода. Сформулируем обобщенно: интуиция подсказывает нам, что одни предметы могут непосредственно воздействовать на другие, только находясь с ними рядом. Если предмет А воздействует на предмет В, не находясь рядом с ним, то воздействие должно быть непрямым - через цепь переносчиков, каждый из которых влияет на последующий непосредственно, так что в итоге непрерывно перекрывается расстояние между А и В. Может показаться, что мы постоянно сталкиваемся с исключениями из этого правила. Например, щелкнув переключателем, можно включить уличные фонари (но мы знаем, что это воздействие передается по проводам), или послушать радиопередачу из студии, находящейся за сотни километров от приемника (а в этом случае мы понимаем, что сигнал передан радиоволнами, распространяющимися в пространстве). И все это оказывается вовсе не исключениями, а подтверждениями правила, о чем говорит повседневный опыт всей нашей жизни.

Мы выражаем это интуитивное представление понятием “локальность действия”

Квантовая механика опровергла многие наши интуитивные представления, но ни одно из опровержений не было таким фундаментальным, как связанное с локальностью. И пока противоречие не разрешено, оно таит угрозу специальной теории относительности - краеугольному камню физики XXI в.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• В нашем восприятии Вселенной мы можем непосредственно воздействовать только на те предметы, к которым можем прикоснуться; мир представляется нам локальным.
• Однако квантовая механика предусматривает возможность непосредственного взаимодействия на расстоянии с помощью свойства, называемого запутанностью. Оно заключается в том, что две частицы синхронно меняют состояние без участия какого либо переносчика взаимодействия; их мир нелокален.
• Этот эффект не просто противоречит интуитивным представлениям: он представляет серьезную угрозу специальной теории относительности Эйнштейна, покушаясь на самые основы физики.

Факты окружающего мира

Вернемся немного назад. Когда квантовой механики еще не сущест вовало, а по большому счету еще с самого начала научного исследования природы, ученые были уверены, что полное описание физического мира в принципе можно получить, описывая одну за другой каждую из мельчайших и наиболее элементарных его физических составляющих, - т.е., что полное описание мира есть сумма описаний всех его составляющих.

Квантовая механика разрушила эту уверенность.

Реальные, поддающиеся измерению физические свойства ансамбля частиц могут вполне конкретным образом превосходить сумму свойств составляющих его частиц, отличаться от нее или даже не иметь с ней ничего общего. Так, согласно квантовой механике, можно добиться того, чтобы две частицы находились точно на расстоянии двух футов одна от другой, но при этом ни одна из них не имела точно определенного положения. Более того, общепринятый подход к истолкованию законов квантовой механики (так называемая копенгагенская интерпретация, выдвинутая великим датским физиком Нильсом Бором в начале XX в. и преподававшаяся поколениям студентов) утверждает: дело не в том, что мы не знаем каких-то сведений о точных координатах отдельных частиц, а в том, что этих сведений вообще не существует. Вопрос о координатах отдельной частицы столь же бессмыслен, как и вопрос о семейном положении числа пять. Проблема является не гносеологической (то, что мы знаем), а онтологической (то, что существует).

Частицы, связанные таким образом, физики называют квантовомеханически запутанными друг с другом. Запутанной может быть не только координата: частицы могут иметь противоположно направленные спины при том, что направление спина ни одной из них не является определенным. Или одна из двух частиц может быть возбужденной, но неизвестно, какая из них возбуждена. Запутанность может связывать частицы вне зависимости от их местоположения, их природы и сил взаимодействия между ними. Это вполне могут быть электрон и протон на противоположных краях Галактики. В общем, запутанность - такой род близости, почти интимной, между элементами материи, который прежде невозможно было даже представить.

Запутанность лежит в основе новой и исключительно перспективной области квантовых вычислений и квантовой криптографии, которая может открыть путь к решению задач, лежащих за пределами практических возможностей обычных компьютеров, а также возможность связи с гарантией защиты от перехвата (см.: Монро К., Уайнленд Д. Ионы для квантовых компьютеров // В мире науки, № 11, 2008).

А еще запутанность влечет за собой совершенно “противоестественное”, противоречащее “здравому смыслу” явление, называемое нелокальностью, - возможность взаимодействия объектов без непосредственного контакта и физического присутствия каких-либо промежуточных объектов, передающих действие. Нелокальность взаимодействия означает, что кулак в Де-Мойне может сломать нос в Далласе, не оказывая никакого воздействия на любой физический объект (будь то молекула воздуха, электрон в проводе или вспышка света) гделибо в пространстве между ними.

Основная угроза нелокальности (если исключить ее поразительную внутреннюю сущность), связана с тем, что она таит в себе колоссальные противоречия со специальной теорией относительности в том виде, в каком мы ее знаем. В последние годы эти старые противоречия - в конце концов привлекшие внимание серьезных физиков - оказались в центре обсуждений, которые могут в итоге заставить пересмотреть или даже разрушить самые основы современной физики.

МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ЭПР
Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен (ЭПР) указали, что квантовая запутанность двух частиц приводит к не поддающемуся объяснению результату, если одну частицу наблюдает один человек (Алиса), а другую - другой Боб), находящийся на большом расстоянии от первого
Квантовые спины
Электроны обладают свойством, называемым спином и показанным здесь стрелками. Они могут иметь любые направления. Когда Алиса измеряет спин электрона (внизу), она выбирает ось. При измерениях вдоль вертикальной оси она может получить направление спина вверх или вниз с определенной вероятностью для каждого из направлений. Проводя измерения вдоль горизонтальной оси, она получит спин, направленный или на восток, или на запад
Измерения
Запутанность двух частиц может проявляться в том, что при неопределенности обоих спинов они будут разнонаправлены. Предположим, что такую пару наблюдают Алиса и Боб, причем спин <частицы Алисы> направлен вверх (ниже). Тогда Боб, как бы далеко от Алисы он ни находился, при измерении вдоль вертикальной оси обязательно должен получить <свой> спин направленным вниз, т.е. в направлении, противоположном спину <частицы Алисы>
Запутанные спины
ЭПР рассуждают, что если результат измерения Боба - это всегда спин, направленный вниз, то <его> спин должен был быть направленным именно так еще до измерения. Но ведь Алиса (которая не сигнализирует заранее о выборе оси) могла с той же вероятностью измерять спин вдоль горизонтальной оси и получить, например, значение <восток>. А тогда частица Боба должна была иметь спин, направленный на запад
Аргумент ЭПР
Никакое квантовое состояние не позволяет <частице Боба> иметь спин, направленный определенно вниз или определенно на запад; отсюда ЭПР заключают, что квантовая механика не может быть полной теорией

Радикальный пересмотр реальности

Квантовая механика вызывала у Эйнштейна серьезную озабоченность. В частности, тем, что она слишком уж связана с вероятностями (известна фраза Эйнштейна: “Бог не играет в кости”). Однако единственное возражение, сформулированное им официально и изложенное на бумаге, касается странностей квантовомеханической запутанности. Это возражение лежит в основе ЭПР-парадокса, названного по фамилиям трех его авторов - Эйнштейна и его коллег Бориса Подольского и Натана Розена. В своей статье 1935 г. “Можно ли считать квантовомеханическое описание физической реальности полным?” они ответили на поставленный ими вопрос хорошо аргументированным “нет”.

Свою аргументацию они основывали на конкретном мысленном эксперименте, рецепт и математическое обоснование которого изложили. Предположим, что мы измеряем положение частицы, квантовомеханически запутанной с другой частицей, причем ни одна из них не имеет определенного положения, как сказано выше. Естественно, когда мы получаем результат эксперимента, мы изменяем описание первой частицы, поскольку мы теперь знаем, где она была в момент измерения. Однако алгоритм требует также, чтобы мы изменили и описание второй частицы, причем сделали это мгновенно, как бы далеко она ни находилась и что бы ни лежало между ними.

Запутанность была несомненным фактом квантовомеханической картины мира, но о вытекающих из этого факта следствиях никто до Эйнштейна не задумывался. А он видел в запутанности нечто не просто странное, но сомнительное. Она поразила его своей физической противоестественностью. Она лишала теорию локальности.

ИЗМЕНЕНИЕ ВЗГЛЯДОВ НА “РЕАЛЬНОСТЬ”
Наш повседневный опыт подсказывает нам, что все взаимодействия в мире локальны: мы можем сдвинуть камень, только прикоснувшись к нему, толкнув его палкой и т.д., создав таким образом ту или иную непрерывную цепь прямых локальных воздействий. Однако с самого начала современной науки в XVII в. ученые сталкивались с взаимодействиями, которые представлялись им нелокальными
	1687 г.: закон всемирного тяготения Исаака Ньютона, первое научное (в современном понимании) описание природы тяготения (гравитации), содержал понятие <действия на расстоянии>. Ньютон был уверен, что должно существовать объяснение природы гравитации без нелокальности, и даже выдвинул гипотезу о том, что все представляющееся пустым пространство заполнено крошечными невидимыми колеблющимися частицами. Гипотеза не получила подтверждения
1785 г.: Шарль Кулон открыл закон, согласно которому сила взаимодействия электрических зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, как и сила гравитационного взаимодействия по Ньютону. Электрические эффекты также выглядели <действием на расстоянии>

Журнал “В мире науки” май 2009

Исследователи из Корнеллского университета (США) продемонстрировали технологию получения «подвешенных» (способных удерживаться с незначительной помощью подложки) монослоев наночастиц золота, соединенных нитями ДНК.

Разупорядочение структуры слоя при понижении «концентрации» ДНК; масштаб — 100 нм (изображение получено авторами исследования).

Толщина таких структур составляет всего около 20 нм. Авторы «прикрепили» наночастицы золота к однонитевым молекулам ДНК и поместили их в раствор на водной основе, капли которого затем были нанесены на пористую кремниевую подложку. После этого воде дали испариться.

Структурные и функциональные свойства полученных монослоев, как показали ученые, определяются линейными размерами связывающих частицы нитей ДНК. В ходе экспериментов исследователи смогли увеличить расстояние между краями наночастиц в слое до 20 нм, сохранив при этом его целостность. Степень упорядочения структуры слоя связана с «концентрацией» связующих агентов — ДНК; при недостаточно высоких ее значениях порядок расположения частиц нарушается под воздействием сил Ван-дер-Ваальса (см. рисунок).

По словам ученых, подобные монослои идеально подходят для создания метаматериалов и устройств наноэлектроники. «Надеемся, полученные нами структуры в будущем найдут свое практическое применение», — резюмирует ведущий автор исследования Дань Ло (Dan Luo).

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Nature Materials.

Подготовлено по материалам AZoNano.

Новые оптические диски, способные хранить до 1,6 терабайт данных сегодня представили австралийские инженеры из Технологического университета города Свинберн. Показанные новинки фактически являются пятимерными носителями, так как помимо классических вариантов используют два дополнительных изменения для кодирования информации. Будущие варианты дисков австралийских разработчиков смогут хранить до 10 терабайт данных на каждый накопитель.

Тем не менее, уже сейчас показанные прототипы дисков вмещают 10 000 раз больше данных, чем обыкновенные DVD. Создатели дисков говорят, что на 1,6-терабайтный носитель поместится 350 000 песен в формате MP3 или 400 полнометражных фильмов DVD-качества.

Показанными носителями уже заинтересовалась корейская Samsung Electronics, с которой был подписан контракт на финансирование дальнейших разработок и доведение технологии до коммерческого рынка. “Нам удалось добиться использования искусственных наноструктурных материалов для хранения очень больших объемов информации без увеличения физических размеров самого носителя”, - рассказывает Минь Гу, один из разработчиков дисков.

Фактически, информация на новых диска записывается в несколько уровней и если о плотности записи обычных DVD говорят, что она составляет 51 мегабайт на квадратный сантиметр, то здесь разработчики уже говорят, что плотность составляет 1,1 терабита на кубический сантиметр.

Изюминка дисков в эффекте оптической поляризации светового излучения. Принцип, в соответствии с которым диски работают, в целом остался неизменным - луч лазера считывает двоичные данные в виде нулей и единиц. Данной концепции уже без малого 27 лет и она продолжает активно применяться. Но вот дальше у новых дисков используется совершенно новый подход: данные на них записываются в несколько слоев каждый слой отделен от другого тончайшей прослойкой на основе молекул золота. У каждого слоя своя способность к светоотражению, каждый слой способен воспринимать только свет определенной длины волны. Когда луч лазера заданной длины достигает искомого слоя, то происходит эффект поляризации и слой начинает предоставлять данные, записанные на нем.

Для того, чтобы каждый слой диска стал читаемым, у луча, работающего в данный момент, должна быть правильная поляризация и правильная длина волны. Данный подход позволяет хранить множество бит на одном и том же месте. Сейчас австралийские физики и инженеры создали считывающие системы, способные работать с 6-9 слоями. В перспективе они надеются довести количество слоев до 10.

Впрочем, есть у дисков и некоторые недостатки. Во-первых, поляризованные лазерные лучи, считывающие данные, сравнительно мощны и способны заметно разогревать диск, а во-вторых, разработчиками еще предстоит доработать считывание таким образом, чтобы слои ни в коем случае не читались одновременно.

По словам Джеймса Чена, одного из разработчиков дисков, теоретически можно было бы создавать диски с очень большим число слоев, так как поляризацию можно разворачивать на любое число градусов до 360. Сейчас диски работают только в двух режимах поляризации  - прямом (0 градусов) и обратном (90 градусов), таким образом, лучи, работающие на одной и той же поверхности не мешают друг другу.

Разработчики полагают, что если компании заинтересуются их разработкой, то коммерческие реализации их разработки появятся на массовом рынке через 6-8 лет.

Биологическая молекула н-ацетил-аспартат, вырабатываемая клетками головного мозга, способствует развитию творческого мышления у людей с высоким уровнем интеллекта, тогда как обладателям IQ ниже 120 высокие концентрации этого соединения только мешают проявлять творческий подход, уверены авторы исследования, опубликованного в журнале Journal of Neuroscience.

Это открытие косвенным образом подтверждает научные свидетельства наличия у людей некого порогового уровня интеллекта, определяющего тот или иной характер творческих способностей.

Молекулы н-ацетил-аспартата, задействованные в метаболизме клеток головного мозга, уже попадали в поле зрения авторов открытия, команды ученых из Университета Нью-Мексико в Альбукерке под руководством Рекса Юнга (Rex Jung), которые в прошлом установили, что высокие концентрации этого соединения в левой доле затылочно-теменного отдела головного мозга связаны с высоким уровнем интеллекта. Эта область головного мозга отвечает за восприятие сенсорной и зрительной информации.

В своей новой работе исследователи попытались выяснить, связана ли молекула н-ацетил-аспартата с творческими способностями людей.

Для этого Юнг и его коллеги собрали команду из 56 добровольцев - мужчин и женщин возрастом от 18 до 39 лет, которых протестировали на общий уровень интеллекта, а также на способность разносторонне мыслить, предлагать новые идеи и находить новые решения в привычных будничных ситуациях.

Магниторезонансное исследование активности головного мозга испытуемых показало, что способность творчески мыслить связана с концентрацией н-ацетил-аспартата в доле головного мозга, называемой передней поясной извилиной, регулирующей работу лобовой коры головного мозга. Лобовая кора, в свою очередь, отвечает за высшие умственные задачи, выполняемые мозгом человека.

При этом высокие концентрации н-ацетил-аспартата соответствуют высоким творческим способностям только у людей с высоким уровнем интеллекта, тогда как людям со средними и низкими умственными способностями, судя по результатам, н-ацетил-аспартат только мешает.

“Людям часто приходится слышать рекомендации думать разносторонне и свободно от каких-либо клише для того, чтобы проявить творческое мышление. Эта рекомендация, призывающая, по сути, как можно активнее задействовать самые разные доли лобной коры головного мозга, может быть справедлива только для людей не слишком высоко развитых интеллектуально. Для людей с действительно высоким интеллектом ситуация несколько сложнее”, - считает Юнг, слова которого приводит New Scientist.

По мнению Юнга, которое еще следует подтвердить экспериментально, меньшие концентрации н-ацетил-аспартата в лобной доле мозга “среднего уровня” позволят ему свободнее “переключасться” и исследовать новые идеи и возможности.

Люди с высоким уровнем интеллекта, в свою очередь, нуждаются в строгом контроле и без того активной лобной доли, потому большая активность нейронов передней поясной извилиной, проявляющаяся в высоких концентрациях н-ацетил-аспартата идет на пользу их творческим способностям.