Назвать NeuroArm роботом в полном смысле нельзя. По существу, это роботизированное продолжение глаз и рук хирурга, который управляет системой с помощью компьютера. Робот обеспечивает хирургу визуальный контакт с оперируемой областью в реальном времени с достаточной степенью детализации, чтобы манипулировать тканями в микромасштабе. По словам одного из членов научной группы, лучшие хирурги способны работать в области размером в одну восьмую дюйма, тогда как NeuroArm дает возможность оперировать в поле шириной с волос. Использование весьма прогрессивной магниторезонансной техники сканирования накладывает серьезные требования на аппаратуру (она должна корректно работать в условиях очень сильного магнитного поля).

По словам Сазерленда, они видят в NeuroArm не просто отдельное техническое изделие, а целую медицинскую парадигму, совокупность новых методов и принципов в хирургии вообще и в нейрохирургии в частности. Следует отметить, что созданием робохирургов в последнее время занимается множество научных и коммерческих учреждений, но несомненного успеха добилась пока лишь одна фирма – Intuitive Surgical. Она продает самого известного медицинского робота – da Vinci, который предназначен для лапароскопических операций и, следовательно, NeuroArm’у не конкурент. ЕГ

Федеральная служба исполнения наказаний РФ готовится к эксперименту по внедрению электронных средств слежения за лицами, получившими условный срок заключения или совершившими незначительные правонарушения. За три года ведомство берется перенять опыт зарубежных стран, практикующих этот метод социальной реабилитации преступников.

Устройство представляет собой надеваемый на ногу браслет (ремешок с небольшой коробочкой, в которой установлена электроника и тепловой датчик), не стесняющий движения и незаметный под одеждой. Контроль за перемещением маяка ведет радиомодуль (отдаленно напоминающий точку доступа WiFi из-за торчащих усов-антенн), устанавливаемый в квартире осужденного и связанный с центром мониторинга. В отличие от фантастических фильмов, где попытка снять охранный гаджет обычно заканчивается плачевно, в данном случае заточенного в четырех стенах ждет лишь визит милицейского наряда (впрочем, тоже сомнительное удовольствие).

Сейчас идут последние приготовления к эксперименту, намеченному на осень. Уже определен поставщик оборудования и проводятся консультации по выбору региона для пилотных испытаний. Однако для широкого использования подобных устройств есть серьезное препятствие – необходимость внесения поправок в Уголовный и Уголовно-процессуальный кодекс. Пока же применение технических средств допустимо только для обитателей колоний-поселений – им и предстоит примерить браслеты на себя, тогда как чиновники возьмутся за выработку правовой базы для использования новых технологий.

На начальном этапе проект будет финансироваться Еврокомиссией, намеренной выделить около трех миллионов евро. Пятьсот тысяч из них пойдет на закупку первой партии браслетов по цене около двух тысяч долларов за штуку. Недешево, но ведь и содержание одного зека на казенных харчах обходится примерно в тысячу долларов ежегодно. Если дело выгорит, это поможет существенно разгрузить тюрьмы и следственные изоляторы, бедственное положение которых уже давно секрет Полишинеля, посадив под домашний арест правонарушителей, не представляющих опасности для общества. АЗ

Изрядную порцию масла в огонь старых споров об основах квантовой теории подлили тонкие эксперименты группы австрийских физиков из Венского университета во главе с известным профессором Антоном Цайлингером (Anton Zeilinger). Ученые утверждают, что в новой теории, которая может прийти на смену сегодняшней квантовой механике, придется отказаться от привычной философской концепции реализма, постулирующей, что реальность существует независимо от наблюдателей.

Странные вещи вот уже скоро сто лет как творятся вокруг квантовой теории. Все физики пишут одни и те же уравнения, одинаково их решают, сравнивают расчеты с показаниями похожих приборов и неизменно получают хорошее согласование теории с опытом. Но как только дело доходит до разъяснений, что же все это на самом деле значит, начинаются жаркие споры. И точек зрения тут не меньше, чем различных философских концепций. Слишком уж расходится поведение микромира с нашим житейским опытом. Имеется больше десятка различных интерпретаций квантовой теории, включая такие крайности, как утверждение о существовании многих параллельных вселенных или о наличии свободы воли у каждой элементарной частицы. Удивительно, как испытывающая те или иные трудности наука начинает походить на религию. Те же догматы веры, те же ссылки на непререкаемые авторитеты и разная трактовка их изречений. Что ж, люди везде одинаковы.

Еще в тридцатые годы прошлого века, во времена становления квантовой теории, которая шокировала физиков, привыкших мыслить классически, принципиально вероятностным характером своих предсказаний, Альберт Эйнштейн предположил, что квантовая механика не полностью описывает реальность. Должна существовать более совершенная теория с дополнительными, пока скрытыми от нас переменными, которая позволит однозначно предсказывать исход каждого опыта. Причем эти переменные локализованы в пространстве, то есть удаленные частицы не могут влиять на результаты опыта.

Сегодня точку зрения Эйнштейна трактуют как концепцию "локального реализма". Долгое время она оставалась рабочей гипотезой, пока в шестидесятые годы ирландский физик Джон Белл не доказал теорему, выводы которой позволяют экспериментально отличить предсказания квантовой механики от предсказаний любой возможной теории с локальными скрытыми переменными. Для этого достаточно измерять, например, поляризацию пары первоначально "запутанных", а потом улетевших далеко друг от друга фотонов. С конца семидесятых годов такие эксперименты научились проделывать, и они неизменно подтверждали квантовую теорию, которая предсказывает более тесную взаимозависимость запутанных удаленных частиц. От Эйнштейновской концепции "локального реализма" пришлось отказаться. При этом реализм пока решили оставить, пожертвовав лишь локальностью теории.

Но четыре года тому назад теоретик из Иллинойского университета Тони Леггет (Tony Leggett) показал, что даже если отказаться от локальности возможных теорий со скрытыми переменными, то заметная их часть все же будет давать предсказания, отличные от предсказаний квантовой теории. Венская группа обобщила теоретические результаты Леггета и проверила их экспериментально, измеряя тонкие свойства поляризации запутанных фотонов. Опять победила квантовая механика, и авторы на страницах престижного журнала Nature сделали радикальный вывод о том, что теперь придется отказаться еще и от реализма.

Комментируя их статью в том же журнале, известный своими экспериментами по проверке выводов теоремы Белла французский физик Алан Аспект (Alain Aspect) не согласился с этими выводами. По его мнению, пока нет достаточных оснований отказываться от реализма, хотя философские взгляды скорее дело вкуса, чем логики, и не имеют отношения к науке. Но, во всяком случае, вне зависимости от интерпретации авторов, новые эксперименты весьма полезны для лучшего понимания основ квантовой теории. В последние годы их изучение стимулируется новыми задачами, возникающими в теории квантовых коммуникаций и квантовых вычислений. Будем надеяться, что жаркие споры между учеными, переживающими сегодня, со слов Аспекта, "вторую квантовую революцию", вскоре приведут к новой технологической революции, которая будет инициирована появлением коммерчески доступных квантовых компьютеров. ГА

Очередной рекорд разрешения метода магниторезонансной силовой микроскопии (МРСМ) поставили ученые из Альмаденского исследовательского центра корпорации IBM. Новый микроскоп теперь позволяет получать трехмерные изображения объектов с разрешением всего в сотню атомов.

Атомно-силовой микроскоп, сканируя своей колеблющейся иголкой поверхность образца, может различать отдельные атомы, но не способен заглянуть внутрь материала. В свою очередь, метод ядерного магнитного резонанса позволяет получать объемные изображения объектов, но его предельное разрешение на сегодня около трех микрон. Идея объединить эти два подхода, дабы увидеть, что происходит внутри, например, у транзистора с точностью до каждого атома примеси, пришла в голову ученым около пятнадцати лет тому назад. Но пока эта голубая мечта остается недостижимой, хотя прогресс налицо.

Еще три года тому назад исследователям IBM с помощью МРСМ-микроскопа удалось зарегистрировать сигнал от одного-единственного электрона. Для этого на кончике иглы атомно-силового микроскопа закрепили миниатюрный магнит, спин электрона крутили радиосигналами, а с помощью лазерного интерферометра регистрировали, как от этого меняется частота колебаний иголки. Но магнитный сигнал от одного тяжелого протона в шестьсот раз слабее, чем от легкого электрона, не говоря уже о более тяжелых ядрах других химических элементов.

В новых экспериментах ученые решились на радикальный шаг – образец и магнит поменяли местами. Миниатюрный образец закрепили на колеблющейся балке длиной 120 мкм, а вдоль него стали перемещать острие мощного магнита. Это позволило добиться рекордного пространственного разрешения в 90 нм (в тридцать раз выше, чем у лучших ЯМР-сканеров), разумеется, ценой сложности приготовления миниатюрного среза образца и настройки системы.

И хотя до объемного разрешения в один атом еще далеко, экспериментаторы не унывают и надеются на появление новых радикальных идей, которые, наконец, позволят достичь желаемой цели. А вожделенные трехмерные изображения помогли бы решить множество проблем не только в полупроводниковой индустрии, но и в биологии с медициной. ГА

Физики из Национальной лаборатории ускорителей имени Ферми, которая располагает крупнейшим в мире протонно-антипротонным коллайдером Tevatron, представили на очередной сессии Американского физического общества ряд любопытных экспериментальных результатов. Кевин Лэннон (Kevin Lannon) заново измерил массу топ-кварка, самого тяжелого и самого нестабильного из шести кварков, существующих в природе. Когда этот кварк был открыт в 1995 году, его массу оценили примерно в 180 ГэВ. По данным Лэннона, она несколько меньше, 170,9 ГэВ (с погрешностью до одного процента). Для сравнения: примерно такова же масса ядра вольфрама. Ученые пока не могут понять, каким образом Природа ухитрилась наделить частицу размером не более 10–18 метра той же массой, что и ядро одного из тяжелых металлов (которое больше на восемь порядков!). Лэннон также описал последовательность реакций, в ходе которых топ-кварки рождаются при столкновениях протона и антипротона посредством слабого взаимодействия (ранее их удавалось получать в тех же столкновениях только при участии сильного взаимодействия, которое делает рождение топ-кварка куда более вероятным).

Джеральд Блэйзи (Gerald Blazey) рассказал о первом наблюдении процессов одновременного рождения двух Z-бозонов, а также пары, состоящей из Z–бозона и W–бозона. Эти результаты позволили уточнить верхний предел массы самой загадочной из гипотетических частиц – бозона Хиггса, предсказанного еще в 1964 году, но до сих пор не открытого. Согласно общепринятой (так называемой Стандартной) модели элементарных частиц, этот бозон является квантом скалярного поля, которое взаимодействует со всеми частицами с силой, строго пропорциональной их массе. Очень правдоподобно, хотя строго и не доказано, что это поле и служит причиной самого существования массы. Однако теория не содержит никаких указаний на величину массы хиггсовского бозона, кроме того что она вряд ли может быть больше, чем 1 ТэВ. Согласно новейшим экспериментальным данным, о которых сообщил Блэйзи, масса бозона Хиггса почти наверняка не превышает 144 ГэВ. Этот вывод повышает вероятность открытия хиггсовского бозона не только в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере, который будет сталкивать протоны, разогнанные до энергии 7 ТэВ (этот ускоритель через несколько месяцев планируется запустить в ЦЕРНе), но даже и на Тэватроне. АЛ

Интернациональная команда астрономов обнаружила внесолнечную планету, которая в большей степени похожа на Землю, нежели любая из двух с лишним сотен экзопланет, открытых к настоящему времени. Она обращается вокруг звезды Gliese 581, расположенной в 20,4 светового года от Солнца в созвездии Весов. Эта звезда, масса которой втрое меньше солнечной, принадлежит к классу красных карликов, в силу чего ее поверхность примерно вдвое холоднее поверхности Солнца. Ранее около нее уже были найдены две планеты, одна из которых тяжелее Земли в восемь раз, а другая – в пятнадцать.

Радиус новооткрытого спутника Gliese 581 С в полтора раза больше земного, а его масса превышает массу Земли примерно в пять раз – это самая маленькая внесолнечная планета из известных на сегодняшний день. Объект удален от своей звезды всего лишь на десять с небольшим миллионов километров, что в четырнадцать раз меньше радиуса земной орбиты; продолжительность тамошнего года равна всего тринадцати земным суткам. Температура поверхности планеты лежит в диапазоне от нуля до сорока градусов Цельсия, что делает возможным наличие там жидкой воды, а значит, и органической жизни.

Астрономы, конечно, предполагали, что отсутствие в наших каталогах похожих на Землю планет объясняется несовершенством современной техники (огромные газовые гиганты гораздо проще засечь на большом расстоянии), но абсолютной уверенности не было – а вдруг подобные объекты встречаются во Вселенной очень редко? Теперь же Gliese 581 С наверняка протопчет тропинку для новых открытий. И если братьев по разуму не найдем, так, может, хотя бы обнаружим пригодные для колонизации в далеком будущем миры? АЛ

Сегодня нанотехнологии – это, с одной стороны, бурное развитие методов манипулирования материей на микро– и наноуровнях в рамках многочисленных научно-исследовательских проектов, а с другой – куча концептуальных и технологических вопросов при попытке создать нечто завершенное и полезное. Такая ситуация – плодотворная почва для различного рода обобщений и прогнозов.

Свыше пятидесяти американских ученых и экспертов из разных областей науки и техники сделали долговременные прогнозы о перспективах нанотехнологий, которые обобщены в книге Карен Шмидт (Karen F. Schmidt) "NanoFrontiers: Visions for the Future of Nanotechnology". В основном обзор касается использования нанотехнологий в решении таких глобальных проблем, как потенциальный энергетический кризис, создание новых лекарственных препаратов и очистка воды.

В частности, отмечают аналитики, на сегодняшний день те лекарственные препараты, которые созданы с использованием нанотехнологических методов, являются просто модификациями обычных препаратов, лучше проникающими в клетку. То есть действующее начало лекарства осталось прежним, а приставку «нано» можно применить лишь к средству его доставки. Однако эксперты предсказывают создание наноструктур, которые будут действительно новыми препаратами для лечения рака, сердечно-сосудистых заболеваний и болезни Паркинсона. В качестве перспективного медицинского направления отмечена разработка полностью искусственных тканей живого организма, способных заменить пораженные болезнью почки, печень и даже ткани нервной системы. Как говорит директор Национального института здоровья США Элиас Зерхоуни (Elias Zerhouni), нанотехнология может помочь в распознавании болезни на атомно-молекулярном уровне, что должно привести к гораздо более раннему диагностированию недуга.

Кроме того, наноразработки могут использоваться для очистки воды не на специальных водоочистных станциях, а непосредственно в месте ее потребления. «Нанорешения» энергетических проблем, по мнению ученых, будут связаны с более эффективными способами добычи, переработки и передачи энергии ископаемых топлив, так как применение альтернативных источников в глобальном масштабе пока выглядит довольно призрачно.

Как отмечает руководитель отдела нанотехнологий Национального научного фонда Михаил Роко (Mihail Roco), несмотря на заметные результаты исследований в области нанотехнологии, сегодня эта отрасль находится в зачаточном состоянии и для реального улучшения свойств материалов сейчас применяются простейшие нанообъекты и методы. Будем надеяться, что при таком интенсивном "поливе", который наблюдается в последнее время, семя нанотехнологий взойдет в самом ближайшем будущем. А приставка «нано» перестанет быть просто модной вывеской, позволяющей получить лишние деньги под реализацию проекта. ЕГ

Как известно, появлению планет предшествует образование возле родительской звезды протопланетного облака. Несчетное количество таких облаков обнаружено в ближайших туманностях, служащих своеобразным роддомом и для самих звезд. Однако обзавестись протопланетным облаком мало: его нужно еще и не потерять.

Ученые Аризонского университета, работающие с телескопом Spitzer, исследовали тысячи звезд в туманности Розетта, одной из ближайших к Земле. Исследователей в первую очередь интересовало взаимодействие протопланетных облаков с мощным излучением горячих голубых гигантов, которые часто встречаются в таких туманностях. Солнечный ветер не идет ни в какое сравнение с излучением, порождаемым голубыми гигантами. Его влияние заметно на расстоянии, измеряемом уже не астрономическими единицами, а световыми годами. Астрономы предполагали, что это излучение должно отрицательно сказываться на образовании планет возле других звезд, не говоря уже о планетах возле самих голубых гигантов. Вопрос был в том, на какое расстояние звезда с протопланетным облаком может приблизиться к голубому гиганту, не потеряв свои еще не рожденные планеты.

Выяснилось, что у звезд, располагающихся на расстоянии 1,6 светового года и дальше от голубых гигантов, вероятность обнаружения протопланетных дисков составляет примерно 45%. У звезд, подобравшихся ближе, эта вероятность в среднем снижается до 27%, а сами диски становятся менее плотными, и чем ближе к голубым гигантам, тем разреженнее диск. Конечно, в туманности, насыщенной звездами, не может быть статического взаиморасположения, и кроме сиюминутного расстояния между светилами необходимо учитывать и длительность опасного соседства. По понятным причинам, мы не можем пронаблюдать в туманности движение звезд. Расчеты же показывают, что самых «неосторожных» из них голубой гигант может лишить протопланетного облака за время, не превышающее миллиона лет, что по меркам живущих миллиарды лет светил является ничтожным сроком.

В той тесноте, в которой зарождаются звезды внутри туманностей, избежать влияния голубых гигантов вообще трудно. Поэтому, в зависимости от судьбы, звезда может остаться вовсе без планет или успеть обзавестись лишь планетами-гигантами, которые устоят под напором звездного ветра. Если же говорить о жизни на уже сформировавшихся телах, то долгое соседство с голубым гигантом тоже вряд ли пойдет ей на пользу, так как под напором мощного излучения планета быстро расстанется с атмосферой. Солнцу в свое время, видимо, повезло, и сложная игра гравитации отбросила нашу звезду в область относительно безопасного для планет космоса. В результате Солнечная система изобилует не только планетами-гигантами, но и карликами; кроме того, осталось в изрядном количестве множество совсем небольших тел. Таким образом, нет никаких причин жалеть, что один из ближайших голубых гигантов – Вега – находится на расстоянии 25 световых лет и служит лишь украшением звездного неба. АБ

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Евгений Гордеев

Артем Захаров

Денис Зенкин

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Олег Кучин

Алексей Левин

Алексей Носов

Иван Прохоров

Дмитрий Пустовалов

Алексей Чулков

Дмитрий Шабанов