Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 03

• Название: Юный техник, 2009 № 03
• Автор: Журнал «Юный техник»
• Жанр: Периодические издания
• Год: 2009

Популярный детский и юношеский журнал.

---

«Нынешняя экспедиция — это тест-драйв, позволяющий выяснить недостатки и преимущества подобной конструкции, — говорят ученые. — Кроме того, она имеет и исследовательскую цель, поскольку судно-робот попутно собирает данные о вращении потоков воды в воронках, которыми изобилует море у Виргинских островов»…

Термальные глайдеры готовят к плаванью.

Гравитационное электричество

Говорят, этот уникальный торшер под названием Gravia, для работы которого не нужны ни электрическая сеть, ни аккумуляторные батареи, вскоре появится в продаже. Светится Gravia за счет действия гравитационных сил, что позволяет лампе работать в любом месте и в любое время.

Конструкцию торшера придумал выпускник Вирджинского политехнического института Клэй Моултон. Основные элементы Gravia — это генератор и стержень, по которому в вертикальном направлении перемещается довольно массивный груз. Для того чтобы «включить» лампу, нужно просто поднять «гирю» вверх, после чего в дело вступает сила тяжести. Медленно перемещаясь по стержню, груз раскручивает ротор генератора, питающего десяток экономичных светодиодов.

Внешне торшер напоминает цилиндр высотой около 1,2 м, боковые стенки которого выполнены из прозрачного акрила. Благодаря такой «уловке» удалось добиться свечения практически всей поверхности лампы, а не только той ее части, в которой размещены светодиоды. Причем по мере эксплуатации лампы акрил будет стареть и превращаться в своеобразный «фильтр», блокирующий часть спектра, соответствующую синему цвету. В результате свет лампы будет становиться все более естественным, близким к солнечному свету.

Gravia способна выдавать световой поток в 600–800 люмен в течение 4 часов. То есть интенсивность освещения примерно такая, какую дает обычная лампа накаливания мощностью 40 Вт. После этого нужно будет снова поднять груз в верхнее положение.

Моултон утверждает, что срок службы механизма Gravia около 10 лет при практически круглосуточной работе.

Гравитационная лампа.

Ток при трении

Интересную статью опубликовали недавно ученые из Технологического института Джорджии в Атланте. В работе описывается ткань, нити которой способны вырабатывать электричество. Если из такой ткани сшить одежду, то надевший ее человек при движении превратится в своего рода электрогенератор, способный подзаряжать аккумулятор мобильника, плеера и другой электроники.

Суть явления такова. Наногенератор использует уникальные свойства оксида цинка, который одновременно является полупроводником и пьезоэлектриком. Из оксида цинка вокруг обычных кевларовых нитей ученые научились выращивать густую «шубу» из нановолокон диаметром 50 — 200 нм и длиной 3–4 мкм. После этого достаточно ворсинки другой нити покрыть тонким слоем золота, сплести ее с первой, подсоединить к их концам проводники — и наногенератор готов.

Контакт между золотым покрытием ворсинок одной нити и ворсинками из оксида цинка другой образует диод, пропускающий ток только в одном направлении. А когда вплетенная в ткань пара нитей трется друг о друга, ворсинки изгибаются и на них, благодаря пьезоэффекту в оксиде цинка, образуются электрические заряды, которые через диод попадают во внешнюю цепь. Одна ворсинка способна выдать до 45 мВ напряжения, но суммарное напряжение многих миллионов ворсинок может достигнуть нескольких вольт, необходимых для питания мобильных устройств. По расчетам, один квадратный метр такой ткани сможет вырабатывать до 80 мВт.

Впрочем, пока эксперименты проводились лишь с парой нитей длиной всего несколько миллиметров. И над тем, как обеспечить надежные электрические соединения тысяч таких нитей в ткани, исследователям еще предстоит поломать голову.

Другая проблема заключается в том, что оксид цинка боится сырости и вряд ли выдержит стирку. Так что одежду или придется делать одноразовой, или придумать какую-то гидрозащиту нановолокон.

Теперь и при трении получают ток.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ Зазеркалье существует!

К такому неожиданному выводу пришла недавно международная группа ученых, в которую вошли американские физики Дзундао Ли и Чженьмин Янг, а также российские академики Лев Окунь, Игорь Кобзарев и Исаак Померанчук.

Отправной же точкой для исследований послужило вот что…

Странная Вселенная

Мы имеем представление о строении всего лишь 5 % Вселенной — того, что видим невооруженным или вооруженным приборами глазом. Остальные же 95 % полны неизвестности. Из них, как оказалось, примерно 70 % от полной массы Вселенной приходятся на так называемую темную энергию и еще 25 % — на темную материю.

Что это такое? У ученых пока есть лишь несколько предположений. Суть одного из них, в частности, состоит в том, что темная материя — это нечто вроде зеркального мира или Зазеркалья.

Концепция Зазеркалья на сегодняшний день такова.

Поначалу теоретики полагали, что по законам симметрии, кроме материи, в мире может существовать и антиматерия. В начале XX века английским теоретиком Полем Дираком была теоретически предсказана первая античастица — позитрон. А в 1932 году ее существование подтвердил эксперимент — американский астрофизик К.Д. Андерсон обнаружил позитроны в составе космических лучей. По своим основным характеристикам — величине, массе и т. д. — позитрон тождественен электрону, только электрический заряд имеет не отрицательный, а положительный. При взаимодействии электрона с позитроном или иной частицы с античастицей происходит взрывная реакция аннигиляции, при которой вся материя переходит в излучение.

Работами нобелевских лауреатов по физике за 2008 год Йоичиро Намбу, Макото Кобаяси и Тосихидэ Маскавы, а также их коллег было показано, что при рождении нашей Вселенной закон симметрии был несколько нарушен, в результате чего в нашем мире оказалось материи больше, чем антиматерии (подробности см. в «ЮТ» № 1 за 2008 г.).

Однако, кроме частиц и античастиц, согласно последним представлениям ученых, в мире существуют и зеркальные частицы иного рода. Посмотрите на себя в зеркало. Отражение в нем очень похоже на вас. Но есть и различия: пробор на голове не слева, а справа, и причесывается ваш антипод не правой, а левой рукой… Возможно, аналогичные зеркальные частицы, которые чуть-чуть, но отличаются от привычных нам частиц, существуют и в природе, предполагают некоторые исследователи. Во всяком случае, такой вывод можно сделать из закона суперсимметрии. Вот эти самые зеркальные частицы, а также состоящие из них небесные тела и составляют основную массу темной материи.

Согласно этой гипотезе, зеркальные частицы практически не взаимодействуют с обычными. А потому во Вселенной вполне могут существовать зеркальные атомы, электроны, протоны, фотоны — все виды зеркальных частиц. Могут быть также зеркальные галактики, звезды, планеты… И там тоже существует, вероятно, своя разумная жизнь.

Обмен информацией между двумя мирами — нашим и зеркальным ему — может осуществляться лишь с помощью сил гравитации, полагают ученые. Примерно так же, как в нашем мире связь на дальних расстояниях ведется с помощью радиоволн, так и информационный контакт между двумя мирами может поддерживаться с помощью гравитационных волн. И чтобы узнать, существуют ли такие волны, предсказанные теорией, на самом деле, в нашем мире уже запущены первые гравитационно-волновые телескопы.

Неизвестные частицы

Кроме того, в Зазеркалье могут, наверное, существовать и такие элементарные частицы, которых мы в нашем мире пока не обнаружили. Первый намек на их существование ученые уже получили. Так, весной 2008 года были опубликованы результаты многолетних исследований, проведенных на нейтринных телескопах в Альпах, где вырыты пещеры, в которых стоят датчики. Горная толща в полтора километра загораживает их от проникновения космического излучения, и лишь самые энергичные частицы, типа нейтрино, которые способны пронизать насквозь даже весь земной шар, регистрируются подобными установками.

Так вот, одна из установок, которая носит несколько экзотическое название «Дама», уже 7 лет периодически регистрирует следы проникновения в подземный бункер неких частиц совершенно особого рода. Они меняют темп своего появления с периодом ровно в год. И когда физики сопоставили сезоны их появления с вращением Земли вокруг Солнца, то обнаружилось нечто поразительное.

Как известно, Солнце вращается вокруг центра галактики, а Земля вокруг Солнца. Но вот на что обратили внимание исследователи: в тот момент, когда направление движения Земли вокруг Солнца и направление движения нашего светила вокруг центра галактики совпадают, в пещере регистрируется наибольшее количество частиц. А когда векторы движения направлены в противоположные стороны, частиц в пещере обнаруживается лишь минимум.