Страница 9 из 47
К сожалению, новые наблюдения мало что прояснили в механизме взрыва сверхновой. Единственное, что удалось хорошо оценить, — это энергию и продолжительность рентгеновской вспышки, которые оказались необычайно велики. Гораздо интереснее, конечно, было бы понаблюдать за звездой за некоторое время до ее взрыва. Однако пока ученые не могут предвидеть, как, где и когда вспыхнет сверхновая. Кроме того, особый интерес представляют возможное при взрывах сверхновых образование потоков нейтрино и гравитационных волн, предсказываемое общей теорией относительности. Но их надежная регистрация это отдельная большая проблема.
Возможно, в преодолении многих трудностей смог бы помочь специальный рентгеновский телескоп, который будет следить сразу за всем небосводом и автоматически направлять другие телескопы туда, где была замечена вспышка. Таким образом удалось бы набрать хорошую статистику по начальным стадиям взрыва сверхновых и как следует разобраться с имеющимися на сей счет теориями. А пока ученым остается работать с имеющимся оборудованием и по-прежнему надеяться на счастливый случай. ГА
Важных результатов на пути к созданию полупроводниковых лазеров и светодиодов нового поколения удалось добиться ученым из Критского университета. Там впервые создан поляритонный светодиод с электронной накачкой, работающий при не слишком низких температурах.
История развития полупроводниковых диодов и лазеров длится без малого полвека. За это время было придумано, изготовлено и доведено до совершенства множество самых разных устройств, но основной принцип излучения света в большинстве из них всегда оставался неизменным. Фотон в полупроводниковом диоде или лазере испускается при аннигиляции электрона и дырки. Разумеется, встречается и экзотика вроде полупроводниковых лазеров на квантовых каскадах, но они погоды не делают.
А поскольку из обычного механизма испускания света полупроводником уже выжали практически все что можно, ученые давно присматриваются к другим возможностям. И одно из интересных направлений радикального улучшения диодов и лазеров — это использование поляритонов. Поляритонами обычно называют составные квазичастицы, объединяющие в себе фотон и квант возбуждения среды. В полупроводниках такими квантами являются экситоны — пары из электрона и дырки. То есть поляритон — это довольно экзотический тройственный союз фотона, электрона и дырки.
Поскольку поляритон уже наполовину свет и ему гораздо легче, чем экситону, окончательно превратиться в фотон, теория обещает, что поляритонные лазеры должны обладать массой замечательных свойств. Это и большая эффективность, высокое быстродействие, низкий порог лазерной генерации и целый ряд других полезных характеристик. Но в то же время поляритон весьма нежная частица, которую легко развалить тепловым шумом. Поэтому досих пор эксперименты с поляритонными излучателями проводились при очень низких температурах. Кроме того, в экспериментах поляритоны, как правило, возбуждали с помощью накачки другим лазером. Эти два неудобства сразу сводят на нет всякую выгоду от применения поляритонных устройств.
В новом светодиоде греческих ученых поляритоны возбуждаются, как и в обычном светодиоде, электрическим током. Работает светодиод при температуре всего -38 градусов Цельсия, которая уже не так безнадежно далека от вожделенной комнатной температуры. Светодиод изготовлен из арсенида галлия с добавками индия и алюминия с помощью обычной эпитаксии молекулярным пучком. Он имеет слоистую цилиндрическую структуру, образующую резонансную микрополость, которая настроена так, чтобы эффективно удерживать поляритоны. Стенки полости представляют собой квантовые ямы для экситонов, которые тесно взаимодействуют с фотонами. Электрический ток течет вдоль цилиндра, а фотоны в результате излучаются прямо из полости.
Пока новый диод не бьет никаких рекордов, но уже первые эксперименты обещают его высокую эффективность, малое энергопотребление и на порядок более низкий порог лазерной генерации. Сейчас ученые сосредоточились над повышением рабочей температуры диода до комнатной. Это должно окончательно развеять все сомнения в перспективности использования поляритонов. ГА
Ученые из Центра воспалительных процессов Университета Эдинбурга бьют тревогу. Они выяснили, что углеродные нанотрубки являются таким же канцерогенным веществом, как и асбест.
Попадая в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, они приводят к образованию гранулем, которые могут стать причиной рака мезотелия, покрывающего плевру легкого. Биологи под руководством Кена Доналдсона (Ken Donaldson) провели эксперимент с лабораторными мышами и обнаружили, что опасными являются нанотрубки, длина которых превышает 20 мкм.
Как и при воздействии асбеста, первые симптомы заболевания могут обнаружиться только спустя несколько десятков лет. А поскольку, благодаря своим уникальным свойствам, нанотрубки обещают найти применение в самых разных областях, ученые призывают не теряя времени навести порядок в сфере нанотехнологий. В частности, поставить вне закона нанотрубки длиной более 20 мкм, а также доводить до обывателей информацию о потенциальных рисках.
На рынке углеродных нанотрубок в ближайшие годы будут ворочать миллиардами долларов. И пока еще есть время, не помешало бы задуматься о безопасности потребителей. Самым разумным было бы ограничить производство нанотрубок определенной длины, а также провести исследования их воздействия на людей. ЖС
Удивительно, как физики любят проверять, казалось бы, всем давно очевидное. Сразу две не связанные друг с другом статьи, опубликованные в вышедшем в середине мая престижном журнале Physical Review Letters, предлагают разные способы проверки Принципа Коперника.