Чтобы сформировать вакуумные полости в процессоре, одной фотолитографией уже не обойтись. Вместо нее ученые разработали и запатентовали новый технологический процесс. Сначала формируется слой с медными проводниками и карбоносиликатным стеклом между ними. Сверху его покрывают тонким слоем специального состава, в котором в результате последующего нагрева образуются триллионы одинаковых пор диаметром всего 20 нм, что существенно меньше предельных возможностей современной фотолитографии. Благодаря «самосборке» поры строго одинаковы и равномерно распределены по всей поверхности трехсотмиллиметровой пластины. Через эти поры стекло между проводниками вытравливают, что приводит к образованию вакуумных зазоров. В то же время пористый слой достаточно прочен, чтобы выдержать вес следующего слоя диэлектрика. Кстати, очень похожий процесс «самосборки», только не в плоском, а в трехмерном варианте и на других масштабах, давно используют хорошие хозяйки, получая пышный торт с помощью правильного сочетания добавок соды и уксуса к тесту.

Новая технология легко и без всяких переделок встраивается в обычную производственную линию. В 2009 году этот процесс планируется внедрить на фабрике IBM в Восточном Фишкилле (штат Нью-Йорк), поначалу его будут использовать для производства серверных чипов. ГА

«Умный» пластиковый лист для беспроводного снабжения энергией самых разнообразных устройств изготовили ученые из Токийского университета. Удачная реализация старой идеи с использованием новейших технологий обещает нам избавление от пыльных клубков проводов в домах и офисах.

Прототип нового устройства размером с наш журнал имеет толщину около миллиметра, весит 50 г и способен передавать до 40 Вт любому аппарату, снабженному специальной приемной катушкой. Принцип его работы не нов – энергия передается от одной катушки к другой, как в обычном трансформаторе. Гораздо труднее обеспечить эффективность и безопасность передачи энергии за доступную цену. В новом устройстве эффективность достигает 81%, что кажется не слишком блестящим, но вполне терпимым результатом по сравнению с обычной эффективностью в 93% всей силовой сети передачи энергии от электростанции до лампочки в люстре.

Но и этот результат был достигнут с большим трудом. Гибкий лист просто набит электроникой. Помимо матрицы плоских медных передающих катушек в нем размещается матрица дополнительных сенсорных катушек, которые определяют местоположение приемной катушки. Если ее поднести к листу ближе, чем на 2,5 см, то с помощью электронной схемы из органических транзисторов и микромеханических переключателей ближайшая силовая катушка автоматически включается на передачу. Так исключается бессмысленное излучение в пространство.

Все четыре слоя устройства изготавливают печатным способом. Плоские медные катушки – с помощью трафаретной печати, а слои с транзисторами и переключателями – с помощью печати струйной. В результате получается гибкий лист ориентировочной стоимостью 100 долларов за квадратный метр. Такие листы в умном доме можно положить на стол, встроить в пол и стены. В подобном доме не понадобятся электрические розетки, поскольку всё – от гирлянд на новогодней елке до плоского телевизора на стене, от сотового телефона до робота-пылесоса – можно будет обеспечить энергией беспроводным способом.

Несмотря на большой интерес к новинке многих компаний-производителей, авторы пока не торопятся внедрять свое детище в массовое производство. По их оценкам, потребуется еще лет пять для отладки технологии и выработки стандартов беспроводной передачи энергии. ГА

Все идет к тому, что магазины электроники скоро будут похожи на нынешние мебельные салоны: вместо законопаченных гарантийными пломбами «братьев по разуму» из них будут выноситься коробки с разрозненными деталями и инструкцией. Именно так видят будущее сотрудники кафедры робототехники питсбургского Университета Карнеги-Мелона, разработавшие универсальный «робоконструктор» TeRK. C помощью этого шедевра, созданного при финансовой поддержке таких столпов хайтека, как Google, Intel и Microsoft, даже безнадежному «чайнику» по силам собрать интеллектуальную игрушку, способную автономно принимать решения и успешно общаться с внешним миром.

Название конструктора не случайно расшифровывается как Telepresence Robot Kit: всякая собранная из него модель умеет выходить на связь через Интернет, так что в роли пульта управления может выступать любой подключенный к Сети терминал. Впрочем, одной лишь удаленной настройкой онлайновые функции роботов не исчерпываются. С легкой руки создателей они вольны использовать бездонные сетевые ресурсы для своих служебных надобностей, обращаясь к поисковику или читая избранные RSS-потоки.

В отличие от большинства известных «самосборных» роботов, новинка не представляет собой жестко фиксированный набор деталей. Комплектация зависит от собираемой модели, к тому же, уверяют разработчики, арсенал уже имеющихся запчастей будет неуклонно пополняться. Единственным неизменным «внутренним органом» любого TeRK-робота является «сердце» – сработанный техасскими фирмами CREATE Lab и Charmed Labs процессор Qwerk, работающий под Linux. В его ведении находится управление моторикой робота, а также связь с Сетью и периферийными устройствами, ассортимент которых чрезвычайно богат. Помимо традиционных камер и GPS-приемников, к услугам сборщиков такая экзотическая «специя», как мини-лаборатория для исследования состава окружающего воздуха. Стать автором сборочной инструкции может любой желающий: предполагается, что, опробовав новый удачный «рецепт», демиург поделится им с коллегами по увлечению.

«Нас интересуют только роботы, нарушающие привычные представления о роботах», – лукаво замечает глава группы разработчиков, профессор Илла Нурбахш (Illa Nourbakhsh). И впрямь, ассортимент уже прошедших полевые испытания моделей весьма широк: от напичканного сенсорами трехколесного сторожа помещений (на фото) до «цветика-шестицветика», способного наглядно показывать свое настроение и хватать брошенные ему предметы. Сейчас «терковцы» активно работают над интеллектуальной начинкой, способной «оживить» традиционные мягкие игрушки. Видать, не за горами времена, когда, заслышав от подключенного к Интернету плюшевого Пятачка «кажется, дождь собирается», мы и в самом деле полезем в шкаф за зонтиком. ДК

Построенная в пятнадцатом веке шотландская часовня Рослин давно будоражила умы любителей исторических загадок, но мировую известность получила после выхода романа Дэна Брауна «Код да Винчи» и одноименного голливудского фильма. Кульминация вызвавшего много споров произведения происходит именно в этой часовне, а сам Браун так описывает ее внутреннее убранство: «…часовня Рослин была знаменита сводчатой аркой, из которой выступали сотни каменных блоков. Каждый блок был украшен каким-то одним символом, на первый взгляд взятым произвольно, но вместе они создавали некое пространное шифрованное послание, разгадать которое еще никому не удавалось».

Удивительно, но через четыре года после публикации «Кода да Винчи» таинственный шифр, похоже, поддался исследователям – семидесятипятилетнему Томасу Митчеллу и его сыну Стюарту (Thomas, Stuart Mitchell). Правда, биться над загадкой они начали задолго до книги Брауна, затратив на изыскания 27 лет. По словам Томаса, на верный путь их подтолкнуло внезапное озарение: в орнаменте Рослина сокрыто не текстовое послание, а музыка!

Связать геометрические фигуры со звуком, оказывается, вполне возможно. В конце восемнадцатого века ученый Эрнст Хладни (Ernst Chladni) описал эффект, который и сейчас вызывает изумление у неискушенных зрителей. Если насыпать на пластину песок и заставить ее вибрировать с постоянной частотой, песчинки волшебным образом распределяются по поверхности, образуя сложные симметричные узоры. Эффект обусловлен возникающими стоячими волнами, а рисунок зависит от частоты, становясь все более причудливым по мере ее увеличения.

Дальнейшая расшифровка стала делом техники. Подбирая высоту звука так, чтобы полученная картина совпадала со знаками, высеченными в часовне, Томас и Стюарт шаг за шагом составили музыкальную композицию, которую, по их версии, средневековый мастер сохранил в камне. Отец и сын, кстати, профессионально занимаются музыкой, а Томас к тому же служил военным шифровальщиком Королевских военно-воздушных сил Великобритании.

Дополнив оживленную музыку словами средневекового церковного песнопения, исследователи планируют представить свое открытие 18 мая под сводами часовни. А фрагмент произведения, опубликованный в Интернете, содержит хоть и своеобразную, но весьма приятную музыку.

Шутники уже высказали предположение, что метод кодирования мелодии в камне является старинным вариантом DRM-защиты контента. Наверняка найдутся и скептики, ставящие под сомнение гипотезу Томаса и Стюарта, но уж очень красива расшифровка музыки, дошедшей до нас сквозь пять столетий. ИК

Интернет становится главным зеркалом человеческой деятельности – от политики до порнографии. Увы, наш физический мир, породивший человеческую цивилизацию с ее хаотичным кипением, отражался до недавнего времени в Сети гораздо слабее. К счастью, прогресс наметился и тут. За базами со сведениями о небесных светилах последовали виртуальные карты всей земной поверхности. На очереди – жители нашей планеты.

Их охватит сетевой проект под названием Encyclopedia of Life. За десять лет и 12,5 млн. долларов (пока) планируется создать грандиозную библиотеку, содержащую описания всех известных видов организмов (1,8 млн., по утверждению «энциклопедистов»). Общедоступная база станет важнейшим источником научного знания, поможет отследить изменения в окружающей среде и пробудить интерес людей к разнообразию жизни.

Создатели новой энциклопедии отмечают, что в нынешнем году исполняется триста лет со дня рождения шведского натуралиста Карла Линнея, заложившего принципы современной систематики. Да, это событие доставило бы Линнею радость. Но некоторые особенности нового проекта могли бы огорчить ученого. Несмотря на горы исписанной бумаги («измагниченных» носителей, прожженных дисков, перекачанных гигабайт), мы так и не поняли, что есть вид. Виды надо располагать не абы как, а системно. Характер этой системы тоже остается спорным. Еще Линней создал две системы растений: искусственную (которой удобно пользоваться) и естественную (отражающую внутреннюю суть). Как строить естественную систему, не ясно до сих пор. Из разных лагерей доносятся победные реляции, но никакая из идей не заслужила (и не заслужит?) общего признания.

Кто и как в новой энциклопедии будет определять, что считать видом, а что нет? В каком порядке эти виды будут систематизироваться и индексироваться? Как будут решаться спорные номенклатурные вопросы? Команда, обеспечивающая работу над энциклопедией, будет состоять из двух-трех дюжин человек, представляющих авторитетные научные учреждения США и Британии. Справятся ли они с задачей, которая оказалась не по плечу тысячам систематиков, специализирующихся на изучении отдельных групп животных и растений, или попросту обойдут острые углы?

Цель новой энциклопедии одновременно величественна и недостижима. Усилиями одной команды отразить процесс работы и заблуждений всего научного сообщества безумно тяжело. Вместить почти бесконечное разнообразие жизни в маломерное пространство видовых списков и таксономических кодексов невозможно. Впрочем, самая правильная реакция на перечисленные проблемы – приняться за их решение, как сделали создатели энциклопедии и их спонсоры. Глаза боятся – руки делают. Несмотря на все сложности, разработчикам Encyclopedia of Life можно только пожелать удачи. Появится еще один, наверняка авторитетный источник информации и видовых списков. То, что он не сможет стать последней инстанцией, не вызывает сомнения, но и не снижает его ценность.

Пока что публике предъявлены образцовые страницы новой энциклопедии, содержащие текст, фотографии, карты и видеоролики, посвященные пяти видам, среди которых белый медведь и рис. К сожалению, страница, посвященная Homo sapiens L., 1758, еще не написана. Подождем. ДШ

Ученые предложили новую гипотезу, объясняющую природу аномальной сверхновой SN 2006gy. Она расположена в галактике NGC 1260, удаленной от Земли на 240 млн. световых лет. Ее вспышку 18 сентября 2006 года зарегистрировали астрономы, работавшие на 360-сантиметровом телескопе CFHT, расположенном на Гавайях. По многим спектральным характеристикам SN 2006gy похожа на сверхновые типа Ia, которые астрономы интенсивно изучают с тридцатых годов двадцатого века. Однако максимум ее абсолютной оптической яркости (пиковое значение мощности светового излучения) по крайней мере впятеро превысил соответствующий показатель не только ранее наблюдавшихся сверхновых этого типа, но и любых сверхновых вообще.

Этот результат стал астрономической сенсацией. Дело в том, что разброс максимальных значений абсолютной яркости уже известных сверхновых типа Ia не превышает сорока процентов от среднего значения, которое в 4 млрд. раз больше яркости Солнца. Именно по этой причине их уже давно используют в качестве стандартных «свечей», позволяющих определять расстояния до очень удаленных галактик. В частности, с их помощью в конце прошлого десятилетия астрономы доказали, что скорость расширения нашей Вселенной не падает, как ранее считалось, а, напротив, возрастает.

Эту особенность сверхновых Ia объясняют особым механизмом их рождения. Они вспыхивают в двойных звездных системах, состоящих из белого карлика и расположенной неподалеку более массивной звезды, обычно красного гиганта. Белый карлик притягивает плазму из атмосферы звезды-соседки и осаждает ее на свою поверхность (этот процесс называется аккрецией). В результате масса карлика постепенно растет и в конце концов приближается к границе, за которой его ядро теряет стабильность. Эта величина, так называемый предел Чандрасекара, составляет примерно 1,4 массы Солнца. По достижении предела Чандрасекара разбухший карлик сжимается под действием тяготения, его сердцевина разогревается, и там начинается цикл термоядерных реакций, которые в конце концов приводят к синтезу радиоактивного изотопа никеля с атомным весом 56. На этой стадии ядро карлика взрывается и рождает облако никеля-56 с примесью других изотопов. Никель-56 переходит в радиоактивный кобальт-56, а тот – в стабильный изотоп железа с тем же атомным весом (сверхновые этого типа как раз и служат космическими «фабриками» железа). В ходе этих реакций генерируется интенсивное гамма-излучение, которое нагревает внешние слои взорвавшейся звезды и заставляет их интенсивно светиться в рентгеновском и видимом диапазоне.

Поскольку массы всех сверхновых типа Ia примерно одинаковы, максимальные значения их яркости мало отличаются друг от друга. Напротив, сверхновые типа II вспыхивают в результате гравитационного коллапса ядер массивных звезд, которые по габаритам могут отличаться друг от друга в несколько раз (средние значения не превышают двадцати солнечных масс). Так что сверхновым этого семейства положено взрываться с разной силой, что на деле и происходит. Однако SN 2006gy в эту группу явно не вписывается ни по спектральным характеристикам, ни по максимуму абсолютной яркости.

Астрономы сначала объяснили аномально высокую светимость SN 2006gy тем, что превратившийся в нее белый карлик взорвался не из-за аккреции вещества красного гиганта, а благодаря прямому столкновению с его ядром. Такие столкновения в принципе возможны, хотя и очень редки, так что не приходится удивляться, что до сих пор столь яркие сверхновые типа Ia еще не наблюдались. Однако теперь группа ученых во главе с астрономом из Калифорнийского университета Натаном Смитом (Nathan Smith) предложила другую гипотезу. Они проанализировали спектр излучения SN 2006gy на разных частотах и пришли к заключению, что ее полная мощность могла превысить норму в несколько десятков раз. По их мнению, белый карлик не может взорваться с такой силой ни при каких обстоятельствах. Кроме того, в спектре SN 2006gy не найдено того рентгеновского излучения, которое считается типичным спутником взрывов сверхновых типа Ia (точнее, столкновение карлика и соседней звезды должно было бы дать тысячекратно более мощный поток рентгеновских лучей по сравнению с тем, который зафиксировала обсерватория «Чандра»).

Астрономы из группы Смита полагают, что SN 2006gy следует отнести к новой разновидности сверхновых, которая до сих пор существовала лишь в теории. Расчеты показывают, что звезды-исполины с массами от 140 до 250 солнечных масс взрываются по совершенно особому сценарию. Так, видимо, погибла и SN 2006gy, чья масса в полтораста раз превышала солнечную.

Принято считать, что звезды массой в двадцать-тридцать солнечных быстро сжигают свое термоядерное топливо, коллапсируют и превращаются в черные дыры, тогда как коллапсирующие звезды меньшей массы дают начало нейтронным звездам. Однако теоретические расчеты показывают, что самые массивные звезды должны кончать свою жизнь иначе. Температура их ядер повышается настолько, что уже после сгорания углерода, но еще до завершения цикла реакций термоядерного синтеза там возникает высокоэнергетичное гамма-излучение, кванты которого при столкновениях превращаются в электронно-позитронные пары, а возможно, и в более тяжелые частицы и античастицы. Поскольку в итоге плотность гамма-излучения уменьшается, внешние слои звезды, которые ранее сдерживались его давлением, падают к ее центру. Этот процесс, так называемая имплозия, еще больше разогревает недра звезды и запускает цепочку быстропротекающих термоядерных реакций, которые приводят к синтезу ряда тяжелых элементов, в том числе и никеля-56 (расчеты показывают, что его масса может составить до 15% первоначальной массы звезды, то есть в данном случае – двадцать солнечных масс). В результате этих процессов давление в звездном ядре вновь подскакивает, и оно взрывается, не успев сколлапсировать в черную дыру. АЛ

Язык, которым мы пользуемся, определяет краски окружающего нас мира. К таким выводам пришли ученые из Массачусетского технологического института на основании серии экспериментов на скорость восприятия оттенков синего.

В убогом языке Шекспира, в отличие от великого и могучего русского, нет двух разных слов для голубого и синего цвета. И тот и другой в английском языке просто blue. И чтобы отличать оттенки при переводе англичане и американцы вынуждены использовать два слова – светло– и темно-синий.

Чтобы понять, как язык влияет на восприятие оттенков синего, ученые набрали в окрестностях Бостона полсотни добровольцев, у половины из которых родной язык был русским. Добровольцам предложили различить на картинках с двадцатью оттенками синего, какой из трех квадратов имеет отличную от двух других яркость. Русскоязычные справлялись с этой задачей в среднем на десять процентов быстрее. Но когда добровольцам предложили одновременно повторять в уме восьмизначное число, шансы у всех сравнялись. Это, по всей видимости, подтверждает лингвистическую природу более быстрого различения оттенков синего русскими (необходимость удерживать в памяти длинное число нивелирует преимущества в распознавании цвета).

По мнению авторов, результаты экспериментов свидетельствуют в пользу гипотезы, сформулированной еще в тридцатые годы прошлого века Бенджамином Уорфом (Sapir-Whorf Hypothesis), согласно которой структура языка определяет структуру мышления и способ познания внешнего мира. Причина успеха русскоязычных не в том, что говорящие на английском люди хуже различают цвета, а в том, что мыслящие на русском не могут избежать необходимости отличать синий от голубого.

Однако не все специалисты согласны с этими выводами. Возможно, в интерпретации экспериментов перепутаны причина и следствие. Для голубого и синего цвета есть два разных слова только в пяти процентах всех языков. И все эти языки принадлежат народам, живущим в высоких широтах. Только суровый северный климат делает живущих там людей экспертами в различении оттенков синего неба. А у многих народов, живущих ближе к экватору, нет даже разных слов для синего и зеленого цветов. По-видимому, это связано с тем, что их глаза «обожжены» ярким солнцем экватора. Так что, возможно, наоборот, физические условия жизни определяют набор слов нашего языка, а отнюдь не язык формирует наше восприятие мира. ГА

Новый многообещающий нанокомпозит с высокой диэлектрической проницаемостью (high-k) удалось изготовить в Технологическом институте Джорджии. Материал позволяет удвоить емкость конденсаторов и значительно улучшить параметры органических транзисторов и пластиковых электронных устройств.

Как известно, емкость конденсатора и ток через открытый полевой транзистор прямо пропорциональны диэлектрической проницаемости k используемых в них диэлектриков. Если у обычного для транзисторов компьютерных чипов диэлектрика – диоксида кремния k=3,9, то у таких материалов, как оксиды гафния и циркония, а также у титаната бария, диэлектрическая проницаемость больше почти в шесть с половиной раз. Это позволяет при прочих равных условиях изменить геометрию транзистора и значительно снизить токи утечки и рассеяние тепла (см. «КТ» #673). Однако вырастить изолирующие пленки из этих капризных материалов технологически очень не просто, и, кроме того, например, у титаната бария слишком мало напряжение электрического пробоя, тогда как у многих полимеров оно в несколько тысяч раз больше.

Чтобы решить эти проблемы, исследователи изготовили композит из поликарбоната – дешевого полимера, который давно используют для изготовления оптических дисков и конденсаторов, внедрив в него наночастицы титаната бария. В таком композите при равномерном распределении наночастиц диэлектрическая проницаемость может достигать 20, а напряжение пробоя снижается лишь незначительно. Беда в том, что при простом смешивании с пластиком наночастицы стремятся слипнуться в кластеры микронных размеров, что нарушает однородность изолирующей пленки и способствует пробою. Тем не менее ученым удалось подобрать поверхностно-активные добавки, которые мешают слипанию наночастиц и ограничивают рост их кластеров до нескольких десятков нанометров.

По словам авторов, их технология уже готова для коммерциализации. Однако полезно еще поработать над другими комбинациями органической матрицы и неорганического диэлектрика, оптимальными для различных приложений. Кроме того, неясно, как такие композиты поведут себя на высоких частотах – пока они тестировались на частотах не более мегагерца. ГА

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