Особенно часто сверхсветовые аномалии возникают в астрономических наблюдениях, где детали движения изучаемых объектов бывают плохо известны. Так, недавно в печати сообщалось о наблюдении астрофизиками Массачусетсского технологического института в США сверхсветовых выбросов из квазаров - излучающих огромную энергию космических объектов на краю видимой нами части Вселенной.
      Из сравнения двух фотографий, сделанных с интервалом примерно в один год, получен вывод, что выбросы удаляются от квазаров со скоростью, в несколько раз превосходящей световую. Тем не менее последующий анализ обнаружил такие особенности процессов, которые устранили противоречия с "досветовой физикой". Сверхсветовой эффект оказался иллюзией.
      Интересный опыт по поиску тахионов в микропроцессах выполнили американские физики. Они допустили, что тахионы взаимодействуют с протонами, мезонами и другими ядерными частицами, но время их жизни чрезвычайно мало. Поэтому следы их рождения можно заметить лишь по специфическим искажениям распределений других частиц по импульсам и углам вылета. При тщательной обработке экспериментальных данных действительно обнаружены некоторые аномалии в распределениях вторичных частиц, рождающихся в реакциях. Эти данные хорошо объяснялись, если предположить, что сталкивающиеся досветовые частицы в ходе реакции обмениваются тахионами с массой, несколько превышающей массу протона, и временем жизни около 10"24 секунды. Однако и в этом случае однозначный вывод о рождении тахионов сделать нельзя - результаты наблюдений можно объяснить и с помощью известных теорий.
      По мнению выполнявших эксперимент физиков, такое объяснение более сложно, но... срабатывает знаменитая "бритва Оккама" - принцип "не вводить сущностей сверх необходимого".
      Были выполнены и другие эксперименты. Ни один из них не дал убедительных доказательств существования в природе сверхсветовых явлений. Но они не доказали и обратного, поскольку во всех опытах есть особенности, которыми можно, хотя бы отчасти, объяснить их неудачу.
      Каков же вывод!
      Мы видим, что невозможность изменить направление времени уходит своими корнями в самые фундаментальные свойства материального мира неисчерпаемость его внутренних взаимосвязей и их причинную обусловленность. В конечном счете именно эти свойства запрещают путешествия в машине времени, о которых так часто рассказывается в научно-фантастических романах. Наблюдать изменение порядка событий в зависимости от скорости регистрирующих приборов, возможно, удастся лишь внутри субмикроскопических интервалов.
      Что же касается сверхсветовых скоростей, то здесь дело сложнее,- вообще говоря, они могут быть и в области макроскопических явлений. Не следует забывать, что вывод об их связи с обращением времени получен на основе формул теории относительности, которые могут оказаться несправедливыми вблизи светового барьера, где концентрация энергии возрастает "почти до бесконечности". Абсолютный нуль и бесконечность всегда были источниками новых открытий. В окрестностях светового барьера, возможно, потребуется обобщение теории, тогда условия причинности для сверхсветовых частиц могут стать совсем иными.
      Хотя такая возможность сегодня кажется маловероятной, но все же... Вешая знак "кирпич" на дорогах физики, следует быть осторожным. Наука не раз демонстрировала нам, как переход в область новых явлений открывает процессы, казавшиеся ранее совершенно недопустимыми.
      Неисчерпаема, как Урал
      Рассказывает академик С. Вонсовский
      В познании материи наука, и прежде всего физика XX века, шагнула очень далеко и глубоко. Так, еще в тридцатые годы физики знали, что атомное ядро построено из элементарных частиц, но таких частиц было обнаружено всего три - протон, нейтрон и электрон. Теперь известны сотни элементарных частиц. Получает экспериментальное подтверждение гипотеза о кварках - еще более глубоких "кирпичиках мироздания", чем частицы, которые по инерции до сих пор называют элементарными. Как они взаимодействуют, какие силы их связывают - вот важнейшие фундаментальные вопросы современной физики, и, думаю, к началу XXI века ученые смогут ответить на них.
      Физика многое уже знает, но еще больше ей предстоит узнать. Неисчерпаема, как недра Урала, физика конденсированных сред - веществ жидких и твердых. Из познания электронноядерной архитектуры таких веществ и материалов люди уже извлекли много для себя полезного. Взаимосвязанность структуры и свойств позволила нам и нашим современникам реально использовать полупроводниковые материалы и сверхпроводники, жидкие кристаллы, материалы с особыми магнитными свойствами.
      Еще недавно все наши воздействия на молекулярные структуры, как бы ни были эти воздействия сильны, затрагивали в основном лишь наружные электронные слои. Изучали отклики вещества на эти воздействия - делали выводы о строении конкретных тел и материалов.
      Сегодня у физиков, занимающихся конденсированными средами, в меньшей, правда, степени, чем у тех, кто изучает элементарные частицы, но тоже появилась возможность "спуститься вглубь еще на один пролет", то есть воздействовать на внутренние электронные слои и тем самым перестраивать вещество более радикально. Могут при этом возникнуть деформирующие эффекты, подобные тем, что происходят при эволюции звездного вещества. Каков окажется практический исход такого воздействия, покажет будущее, но человечество, как известно, фактически из всего умудряется извлечь пользу... Словом, на очереди конструирование совсем другого вещества, которого в земной природе и не существует вовсе. Уверен, что людям XXI века с не меньшей пользой, чем сейчас, будет служить "опорный край державы" - гордый и старинный Урал. Весь Урал - от Ямала до Аральских прибрежий (полагаю. Аральское море удастся сохранить).
      В 60-х годах восторжествовала неправильная точка зрения, что Урал, дескать, умер, исчерпал свои ресурсы.
      Тогда вовремя вмешался Уральский научный центр - наши ученые экономисты, геологи. Они доказали, что надо развивать исследования, прежде всего геологические, и вширь и вглубь. И нашли новые ресурсы, и вновь "поставили" на ноги обновленный, будто омоложенный Урал, который будет работать на наших потомков.
      Шаг к "массе покоя"
      Есть ли конечная масса покоя у нейтрино или же она равна нулю? Эта проблема сейчас волнует не только специалистов по физике, но и астрономов и философов.
      Знания о массе нейтрино помогут в решении фундаментальной проблемы:
      было ли начало и будет ли конец у Вселенной. Если вездесущее нейтрино имеет массу, не равную нулю, то средняя плотность вещества во Вселенной окажется во многие миллионы раз больше, чем принято считать сегодня.
      А ведь именно эта величина определяет, хватит ли силы гравитации, чтобы остановить процесс расширения Вселенной, или же ей предстоит расширяться вечно. Возможно, измерив массу нейтрино, ученые остановятся на модели осциллирующей Вселенной, в которой периоды расширения сменяются периодами сжатия и которая может существовать вечно,- тогда, естественно, вопрос о начале и конце Вселенной вообще не возникнет.
      Теоретики, которые еще сравнительно недавно высказывали предположение, что масса нейтрино измеряется сотнями электрон-вольт (это в тысячи раз меньше массы электрона), сейчас склоняются к тому, что нейтрино имеет (если имеет) массу покоя не больше чем 40-50 электронвольт.
      Для того чтобы измерить массу нейтрино, экспериментаторам приходится преодолевать необычайные трудности; нейтрино не зря называют всепроникающей частицей - вероятность ее взаимодействия с веществом крайне мала. Проблема массы нейтрино обсуждается экспериментаторами уже несколько десятилетий, до сих пор лучшим - вернее, пока единственным - способом измерения ее принято считать исследование энергетического спектра бета-распада трития (тритий - это сверхтяжелый водород, его ядро содержит два нейтрона и один протон).
      Ядро трития радиоактивно, распадаясь, оно превращается в дочернее ядро гелия-3, при этом испускается электрон и антинейтрино. Заметим сразу, что масса антинейтрино равна массе нейтрино, а ядро гелия-3 отличается от ядра трития тем, что в нем два протона и один нейтрон. Вылетающие при бетараспаде трития электроны могут иметь самую разную энергию, как говорят специалисты, у них есть непрерывный энергетический спектр. Значит, нужно точно знать разницу в массе начального и конечного продуктов - разницу между массой трития и массой гелия-3 и энергию электрона. Первые такие измерения были проделаны на массспектрометрах еще в 1975 году, и разница оказалась 18000 электрон-вольт.
      В течение последующих десяти лет измерения разности масс трития и гелия проводили неоднократно, и исследователи получали разные значения: 18588+7, 185734=4 и 18584+3 электрон-вольт. Это довольно большой разброс в данных, его нельзя было считать удовлетворительным, тем более что масса самого нейтрино может быть равна нескольким электрон-вольтам, то есть соизмерима с ошибкой эксперимента.
      Недавно в Институте химической и биологической физики АН Эстонской ССР предложили новую методику для измерения разности масс трития и гелия. Эстонские физики получили для разности масс тритий-гелий величину 18599+1 электрон-вольт. Такая высокая точность уже может оказаться достаточной для определения массы нейтрино. Но чтобы дать окончательный ответ на вопрос, есть ли масса покоя у нейтрино, остается еще очень трудный этап экспериментаторам нужно точно измерить энергию тех малоэнергичных электронов, которые вылетают при бета-распаде вместе с нейтрино. Итак, осталось совсем немного.
      Комплексоны - препараты будущего
      Это произошло в одном из совхозов Крымской области. На сотнях гектаров виноградные лозы стали табачного цвета, пожухли. Плантации поразил извечный губитель садов и виноградников - хлороз. Болезнь эта обычно развивается на почвах, где растениям не хватает микроэлементов - железа, марганца, меди. Ведь именно они способствуют образованию хлорофилла.
      Избавиться от напасти всегда было очень трудно, приходилось вырубать деревья и лозы.
      На этот раз все произошло иначе.
      В совхоз прибыли доктор химических наук Нина Дятлова и доктор биологических наук Людмила Островская. Они приняли участие в спасении плантаций.
      С вертолета виноградники были обработаны специальным препаратом. Прошло немного зремени, и виноградники зазеленели, листья стали свежими, упругими, словно их окропили живой водой.
      Этот чудодейственный препарат создан во Всесоюзном научно-исследовательском институте химических реактивов и особо чистых химических веществ ВНИИ ИРЕА. А точнее, в отделе комплексонов и комплексных соединений. Этот отдел возглавляет лауреат Государственной премии СССР Нина Дятлова.
      ...Существует огромное разнообразие молекулярных структур. Но среди них выделяется особая группа соединений, в которых обнаруживается сходство с орехом, зажатым в щипцах.
      Только в роли щипцов здесь выступает молекула органического соединения, а в роли орехов - атомы металла. Вот эти соединения и есть комплексоны.
      Словно осьминог, они могут в растворе не только схватывать и прочно удерживать частицы металла, но и обволакивать их своей массой, делать химически бездеятельными, безвредными. Вместе с тем в какой-то момент давать им "волю", включать в работу.
      Еще одна способность - доставлять частицу металла в нужное место и только там разжимать свои "клещи".
      Недаром многочисленные соединения, рожденные с помощью комплексонов, иногда называют хелатными. Это греческое название переводится на русский язык как "клешня рака".
      Комплексоны - порошки белого цвета, нетоксичные, безопасные в обращении, хорошо растворяются в воде.
      В отделе, возглавляемом Ниной Дятловой, уже синтезировано 180 комплексонов и их соединений с металлами.
      Более ста из них выпускается для нужд народного хозяйства.
      Одними из первых их достоинства оценили энергетики.
      Трубочисты-невидимки
      - Отложение солей металлов - враг любого технологического оборудования, которое охлаждается водой,- рассказывает Нина Дятлова.- Котлоагрегаты, трубы быстро обрастают толстым слоем окислов и солей.
      Приходится с помощью соляной кислоты очищать оборудование от накипи и продуктов коррозии. Это долго и дорого. Сотрудники нашего отдела и Московского энергетического института разработали и помогли внедрить на многих электростанциях и других объектах простые и надежные способы обмывки оборудования с помощью комплексонов. Простои сократились в пять раз. Экономический эффект от использования комплексонов, этих трубочистов-невидимок, свыше 13 миллионов рублей в год, сберегаются и миллионы тонн условного топлива.
      Другой пример. У ледокола "Ленин"
      обширное энергохозяйство. Оно нуждается в регулярной и тщательной промывке. На эту трудоемкую операцию уходило много времени. С помощью специально подобранных комплексонов оборудование ледокола в короткий срок было освобождено от отложения солей. Причем внутренняя поверхность труб блестела, будто они только что изготовлены. Сейчас на многих судах используют комплексоны для промывки оборудования.
      Они пригодились и нефтяникам. Ведь им тоже необходимо предотвращать солевые отложения в нефтедобывающем оборудовании. Вместе с водой в пласт закачивается немного раствора комплексона. На тысячу литров достаточно пяти граммов порошка. И вот результат: соли на поверхности труб не отлагаются.
      Комплексоны и их соединения находят все большее применение в сельском хозяйстве, строительстве.
      Кому поставят золотой бюст!
      Поразительны опыты с чудодейственными веществами в медицине.
      - После сорока лет,- рассказывает Нина Дятлова,- практически у всех людей в той или иной степени нарушается кальциевый обмен. С нарушением кальциевого обмена бороться очень трудно, а ведь с ним связаны многие болезни. В Московском научно-исследовательском институте педиатрии и детской хирургии и Институте гигиены труда и профессиональных заболеваний испытывают лекарства, созданные на базе комплексонов. Получены хорошие результаты. Главное - у пациентов прекращается окостенение мягких тканей, механизм кальциевого обмена приводится в нормальное состояние.
      Работа в этом направлении продолжается. Можно рассчитывать в будущем получить препарат, омолаживающий организм,- своеобразный эликсир молодости. Фантастика? Нет, почти реальность!
      Бостонский почечный центр (США) обещал поставить золотой бюст тому, кто избавит человечество от почечнокаменной болезни. Ведь как важно создать такие средства, которые смогут побороть камни, не повреждая самого органа. Сегодня проводятся опыты с лекарствами на основе комплексонов для удаления камней. И в этом направлении есть достижения.
      Комплексные соединения помогают и при профессиональных заболеваниях.
      Они выводят из организма такие вредные металлы, как свинец, медь, кадмий, помогают исследовать опухоли головного мозга, определять скорость фильтрации почек...
      В 32 областях народного хозяйства, науки, в медицине внедряются комплексоны. Их уже выпускают на многих предприятиях страны. Сфера применения этих веществ расширяется с каждым годом.
      Виноваты ли грызуны!
      Кто портит изоляцию электрических кабелей? Причем не время от времени, а постоянно, на протяжении многих лет причиняя народному хозяйству страны весьма ощутимый урон? Дать исчерпывающий ответ на эти вопросы удалось благодаря трудам Лаборатории быстропротекающих процессов и физики кипения Отдела физико-технических проблем Уральского научного центра АН СССР. На кого только не грешили эксплуатационники кабельных линий в своих подозрениях, начиная от муравьев-термитов и кончая полевыми мышами!
      А на самом деле все, может быть, обстоит гораздо проще. Или сложнее?
      В лаборатории, которой заведует кандидат физико-математических наук П. Павлов, решили: враг изоляции скрывается внутри самого кабеля. Имя ему электрическое поле. Это оно, взаимодействуя со всевозможными разновидностями эпоксидных смол, из которых изготавливают изоляции, ведет непрерывную разрушительную работу.
      Убедительней всяких слов свидетельствует опыт, поставленный в лаборатории. В небольшую стеклянную ячейку помещается доза эпоксидной смолы - электроизолятор. Вводятся миниатюрные плоские электроды, а затем добавляется всего-навсего одна капля воды. Затем подключается электрический ток. В диэлектрике начинают стремительно прорастать экзотические цветы - дендриты. Всего полминуты потребовалось им, чтобы дотянуться до электродов. Все. Стрелки измерительных приборов резко шатнулись - имитация пробоя изоляции завершена.
      В действительности же красавец дендрит не что иное, как система микроскопических каналов, проложенная влагой в электропроводящей сердцевине кабеля. Даже если вода испарится, остается своеобразный мостик, заполненный воздухом. В результате так называемая электрическая прочность изоляции резко снижается. Реальной электросистеме грозят утечки энергии и даже короткие замыкания.
      Хотя, конечно, в натурных условиях смоделированный процесс может длиться месяцы и даже годы.
      Отныне инженеры и ученые могут выбирать необходимые электроизоляционные материалы не вслепую, а применительно к конкретным условиям эксплуатации энергосистем.
      Заодно как будто оправданы грызуны.
      7. ИЗ МИФА В ЖИЗНЬ
      Впереди - металлотроника
      Рассказывает член-корреспондент АН СССР Ч. Копецкий
      Второе открытие металлов
      Между свойствами обычного и высокочистого металла - дистанция огромного размера. К примеру, титан по мере очистки меняется парадоксально.
      Испытания впервые полученных в 1910 году не очень чистых образцов доказывали, что он хрупок, непрочен, с трудом поддается обработке. Впоследствии же оказалось, что виноваты в этом примеси. Чистый титан обладатель высокой пластичности и прочности.
      Хрупкими долго считались вольфрам, хром, молибден, тантал, висмут, цирконий. И они же в чистом виде как будто родились заново с целым рядом ценных качеств. Высокочистые вольфрам и молибден, например, можно ковать, прессовать, прокатывать, волочить из них проволоку. Кроме того, они не поддаются коррозии. Чем выше чистота, тем больше вероятность открытия истинных свойств металла, обычно маскируемых примесями. Очищаясь, металлы как бы сбрасывают обманчивые маски, обнажают свои подлинные качества, доселе неведомые человеку.
      "Второе открытие" этих металлов поистине явилось триумфом современной физики твердого тела.
      Толчком к широким научным исследованиям свойств металлических кристаллов высокой чистоты и совершенства, а затем интенсивного их производства послужил, как уверяют, случай.
      Во время второй мировой войны инженеров-связистов долго мучила проблема выхода из строя без видимых на то причин некоторых электронных приборов, конденсаторов в радиоаппаратуре, кабелей, проложенных по дну морей и океанов. К поискам причин аварий подключили ученых. Они обратили внимание на мельчайшие "усы" - нитевидные кристаллы олова и кадмия, прорастающие иногда на стальных частях аппаратуры, покрытых этими металлами. Тщательно исследовав "усы", ученые были поражены их высочайшей прочностью, которая в десятки раз превышала прочность кадмия и олова, полученных в обычных условиях, и по величине приближалась к теоретически предсказанной прочности металлов вообще.
      Дальнейшие изыскания доказали, что нитевидные кристаллы - "усы" сверхчистые монокристаллы кадмия или олова с почти идеально гладкой поверхностью. Именно это и определяет их удивительные свойства. Просвечивание "усов" рентгеновскими лучами обнаружило у них почти идеально правильную кристаллическую решетку. Таким образом, высокая прочность "усов" - следствие их строения и чистоты, гладкости поверхности.
      ...На черном бархате монокристаллы ультрачистых металлов фантастически красивы.
      В лучах солнца они сверкают неземными по чистоте и насыщенности оттенками цветовой гаммы. Монокристалл меди - темно-золотой, серебра зеркально-голубой, висмута - жемчужно-матовый. Все они, как и монокристаллы сверхчистых индия, сурьмы, кобальта, свинца, никеля, иттрия и самария,- мировые рекордсмены по чистоте.
      Эти крупные, длиной в десять и более сантиметров, монокристаллы металлов выращены в лабораториях недавно созданного Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых металлов.
      Металлическая почти невидимая архитектура
      С полупроводниковыми приборами в той или иной мере общается каждый, когда слушает транзисторный радиоприемник, смотрит цветной телевизор, ведет расчет с помощью микроЭВМ, работает у станка с числовым программным управлением.
      Центром многих из этих устройств, аппаратов и машин служат высокоорганизованные интегральные схемы микроэлектроники. Устройства и элементы таких схем - универсалы. Они могут не только логически обрабатывать информацию, но и, что не менее важно, запоминать ее. Для этого применяют полупроводниковые элементы памяти. Их обычно изготовляют в виде интегральных схем на слоистой основе: металл - окисел - полупроводник и металл - нитрид - окисел - полупроводник. И металлы здесь, конечно, сверхчистые.
      Внутри крошечного, объемом всего несколько кубических миллиметров, кристалла полупроводника скрыта сложная архитектура из металла. Это контакты и электрические "мостики", тончайшие пленки из сверхчистого алюминия или золота, конденсаторы и прочие элементы сверхминиатюрного прибора. Количество слагающих элементов исчисляется десятками тысяч, а умещаются они на площади и в объеме нескольких миллиметров.
      Создание больших интегральных схем (БИС) обещает сделать повсеместным применение ЭВМ для автоматического управления технологическими процессами на производстве, в том числе с помощью роботов. Это не только реально, но и целесообразно экономически. Почему?
      Использование БИС позволяет значительно уменьшить размеры ЭВМ.
      Созданы однокристальные микропроцессоры - основной узел машины, выполняющий арифметические и логические действия, представляющие собой БИС с программируемой (перестраиваемой) логикой. Причем программа работы микропроцессора хранится тут же, в запоминающем устройстве, встроенном в БИС.
      Ожидают, что со дня на день появится однокристальный микропроцессор, по своим возможностям равный современной большой ЭВМ.
      В отличие от обычных ЭВМ микропроцессоры и микроЭВМ легко встраиваются в станок, телевизор, автомобиль и мотоцикл, во всевозможные аппараты торговые, бытовые, медицинские. Микропроцессорная техника становится тем средством, которое поможет оптимизировать работу всех отраслей народного хозяйства, его экономику. В несколько раз увеличивают производительность труда, например, автоматизированные с помощью микропроцессорной техники станки - обрабатывающие центры, обслуживаемые роботами. Еще большего можно достичь при создании на их основе гибких автоматизированных производств нового направления в развитии машиностроения и других отраслей. Комплексная автоматизация возможна только на основе микропроцессорной техники, которая способна одинаково успешно контролировать и анализировать работу и отдельного станка, и целой отрасли хозяйства.
      Интегральная схема - "микроздание" необычное. Оно сооружается сразу, одновременно на всех этажах и уже построенное не подлежит исправлению. Поэтому о вероятности успеха говорят при создании каждой отдельной интегральной схемы. Но и это не останавливает технологов, ведь вероятность получения желаемой доброкачественной схемы все же достаточно велика. А эффективность огромна.
      При формировании одной интегральной схемы идет в тысячу - сто тысяч раз меньше материала, чем если готовить ее из обычных элементов. Производительность труда при этом увеличивается фантастически - в миллион раз. Таковы плоды науки и техники микроминиатюризации.
      А развитие элементной базы микроэлектроники, магнитоэлектроники, оптоэлектроники и сверхпроводниковой криоэлектроники позволяет надеяться на создание в недалеком будущем нового поколения особо миниатюрных быстродействующих компьютеров.
      Почему спотыкаются электроны
      Атомы металлических кристаллов плотно упакованы. В узлах их решеток находятся положительно заряженные ионы, "купающиеся" в электронном газе потерянных ими и "обобществленных" электронах. Велика роль электронного газа в металлах. Он как бы скрепляет решетку, построенную из взаимно отталкивающихся ионов.
      Представим себе, что каким-то путем мы удалили свободные электроны, "вынули" их из металла - ионы, имея одинаковые заряды, оттолкнутся и разлетятся в стороны, а решетка "взорвется)..
      Свойства электронного газа определяют цвет и блеск металлов, их теплопроводность, электропроводность.
      Приложите постоянное напряжение к металлу - электроны начнут движение. Средняя их скорость не возрастает со временем. Видимо, при движении они испытывают нечто вроде трения, "спотыкаясь" о возникающие на пути препятствия. Их скорость увеличивается и вдруг... падает. Таким образом, движение электронов скачкообразно, а их средняя скорость характеризует электрический ток.
      "Спотыкается" электрон о разные объекты. Прежде всего он сталкивается с "чужими" атомами примеси. Вот что главное, вот почему так важна абсолютная чистота металла.
      В нашей беседе мы часто упоминаем термин "сверхчистые металлы". В микроэлектронике это требование почти идеальной чистоты совершенно обязательно. Без такой особенности всех металлов, употребляемых здесь, от алюминия до золота, микроэлектроника и разные ее видоизменения просто невозможны.
      В сверхчистом металле электроны проводимости движутся удивительно свободно, не наталкиваясь на миллионы и миллиарды частиц примесей, на столь же многочисленные изъяны в структуре металла. Тем самым сверхчистый металл ведет себя почти как сверхпроводник. Своеобразная "сверхпроводимость" влечет за собой не только резкое снижение энергетических затрат, но она еще автоматически решает задачу борьбы с нагревом всех полупроводниковых приборов.
      Полупроводниковые приборы при работе могут раскаляться буквально добела, и отвод тепла от них превращается в технически почти или вовсе нерешаемую проблему. При сверхчистых металлах эта проблема не возникает вовсе или, если и появляется, то в значительно более "мягком" выражении.
      Далее. Непрерывно циркулирующий в электронной схеме поток информации (в любом виде - волна, заряд и т. д.) тоже наталкивается на множество препятствий в обычном металле. Очевидно, что в сверхчистом металле поток информации может путешествовать без помех.
      Исследования, проведенные учеными Института физики твердого тела, во многом раскрыли поведение примесей в металле, их влияние на его характеристики. Были обнаружены места сбора "чужих" атомов, которых привлекают границы зерен металлов. Так, в конструкционной стали на границах зерен и вблизи от них примесей серы и фосфора собирается в пятьдесят раз больше, чем в среднем по объему. Два-три атомных слоя здесь почти полностью состоят из серы и фосфора. Именно поэтому при низкой температуре, в условиях зим Сибири и Крайнего Севера, эта сталь становится хрупкой, как стекло.
      Для получения рекордно чистых металлов чаще всего применяют электронно-лучевую зонную плавку в высоком вакууме: при кристаллизации твердого вещества из расплава примеси остаются в остатках расплава. Кстати, еще в древности по такому же принципу из морской соленой воды зимой получали пресный лед.
      В установке для электронно-лучевой зонной плавки пучок электронов направляют на узкий участок длинного металлического стержня. Ведя электронный луч вдоль него, медленно перемещают расплавленную зону, доводя ее до конца стержня,- здесь в оставшейся еще расплавленной зоне и собираются примеси. Неоднократное повторение процесса позволяет все более и более повышать чистоту металла.
      Высоко котируется на мировом рынке продукция Новосибирского оловокомбината. В белом от пола до потолка цехе рафинировщицы обертывают в нарядную упаковку слитки, содержащие 99,9999 процента олова.
      Мягкий и податливый на первый взгляд металл долгое время не хотел отпускать от себя своих многочисленных спутников (олову сопутствует чуть не вся таблица Менделеева). Избавиться от них было проблемой проблем.
      Но в высоковакуумных электрических рафинировочных установках, в безвоздушном пространстве, упрятанном в стальную оболочку печи и создающем стерильные условия, при температуре свыше тысячи градусов примеси вскипают. Пары направляют в зону конденсации, откуда примеси сливают в приемник для отходов. А олово в результате этого процесса дистилляции обретает "неземную" чистоту. Впрочем, шесть девяток - не предел! На комбинате считают, что есть все возможности для очистки олова от посторонних примесей до миллионных долей процента. Массовое производство еще не знало такой высокой чистоты металлопродукта.
      Последние годы чистые металлы получают из металлоорганических соединений. Технология этого метода изящна и проста. Металл умеренно нагревают в потоке окиси углерода.
      Образуются карбонильные соединения атома металла с несколькими молекулами окиси углерода - угарного газа. Соединения эти газообразны и легко отделяются от содержащихся в исходном металле (или руде) примесей и балласта. Газ-соединение пропускают над поверхностью, нагретой до 100-200 градусов Цельсия. При соприкосновении с нею он распадается на металл и газ. Атомы металла осаждаются на поверхность, а газ улетучивается.
      Какие же требования предъявляются к производству материалов высокой чистоты, выражаемой в процентах головокружительной десятичной дробью - с шестью, семью и более девятками после запятой?
      Говорят, "мала пылинка, а глаз выедает!". При изготовлении материала высокой степени чистоты в атмосфере цеха допустимо содержание лишь нескольких пылинок размером не более микрона на кубический метр. Для чистого кристалла каждая коснувшаяся его пылинка смертельна, она постепенно и неумолимо погубит его. Поэтому производство чистых веществ полностью изолируют от внешней среды.
      Необходимую чистоту и стерильность воздуха в рабочих помещениях обеспечивают управляемые компьютерами вентиляторы, пылесосы, кондиционеры... О важности этого оборудования говорит тот факт, что здание обычно конструируют, как слоеный пирог: один этаж - производственный, другой - инженерного обеспечения стерильности. Разветвленный, как спрут, пылесос опутывает своими трубами весь корпус.