Страница 5 из 27
Для наблюдений ученые использовали орбитальный рентгеновский телескоп Rossi X-ray Timing Explorer и расположенный в Чили Very Large Telescope, объединяющий четыре телескопа с зеркалами диаметром 8,2 метра. Там была установлена система ULTRACAM, позволяющая записывать до двадцати изображений в секунду. Это чуть медленнее, чем меняются кадры в обычном фильме, но наблюдать черные дыры с такой скоростью, используя "кинокамеру" подобных размеров, еще никому не доводилось.
В каждой из двойных систем Swift J1753.5-0127 и GX 339-4 обычная звезда располагается всего в нескольких миллионах километров от черной дыры с массой около десяти солнечных. Столь близкое соседство приводит к тому, что черная дыра буквально высасывает вещество из звезды, которое закручивается в тонкий диск, ускоряется, сильно разогревается и ионизируется, превращаясь в плазму и начиная излучать в видимом и рентгеновском диапазонах. Часть вещества при этом выбрасывается из полюсов черной дыры в виде быстрых тонких струй, разогнанных почти до скорости света. Здесь конкурируют мощные силы гравитации, магнитное поле объектов, вращающихся вокруг своих осей и друг друга, а также высокое давление горячей плазмы и ударных волн.
1
Все эти запутанные процессы приводят к тому, что свет от исследованных пар, подобно свету отсыревшей свечи на ветру, вспыхивает, искрит и брызжет замысловатым и порой хаотичным образом. Причем, несмотря на сходство двух систем, период вращения пары Swift J1753.5-0127 всего 3,2 часа - наименьший среди известных двойных систем с черной дырой. Для сравнения вторая пара оборачивается за 1,7 дня.
К удивлению астрономов, вариации видимого света оказались даже быстрее, чем в рентгеновском диапазоне. Кроме того, изменения яркости в двух диапазонах происходят не одновременно, хотя и следуют определенным повторяющимся закономерностям. Перед рентгеновской вспышкой видимый свет обычно гаснет, потом вспыхивает на доли секунды и вновь быстро затухает. Свет и рентгеновское излучение приходят не из самой черной дыры, а только из ее окрестности.
Результаты наблюдений заставили отказаться от доминирующей сегодня точки зрения, что видимое излучение в системе вторично и возникает в результате разогрева плазмы рентгеном. По-видимому, важную роль в системе играют мощные магнитные поля черной дыры, которые постоянно перестраиваются и участвуют в формировании и изменении яркости источников рентгена и света вблизи черной дыры. Теперь теоретикам предстоит найти объяснение полученным данным. ГА
Механизмы работы человеческой памяти пока остаются загадкой. Но ученым удалось сделать очередной шаг на пути к контролю над уникальным хранилищем информации, спроектированным природой. Группа исследователей из США и Китая опубликовала результаты эксперимента, демонстрирующего возможность выборочного удаления воспоминаний - правда, пока только у мышей.
Главным "инструментом" в работе, выполненной под руководством Джо Циня (Joe Tsien), стал белок альфа-CaMKII. Этот фермент, иногда называемый "молекулой памяти", играет важную роль в работе головного мозга. Прибегнув к методам генной инженерии, группа Циня вывела мышей, мозг которых усиленно вырабатывает этот энзим. Сначала генетически модифицированным грызунам искусственно снижали концентрацию фермента до нормальной. Воспоминание, которое предстояло забыть, сформировали просто: особь помещали в специальную камеру, после чего лапы животного подвергались легкому удару током. Обработанная таким образом мышь, снова попав в "пыточную", замирала в ожидании болевого шока.
Затем исследователи временно прекращали давать подопытным грызунам ингибитор, подавляющий выработку альфа-CaMKII, из-за чего концентрация фермента в мозге особи поднималась выше нормы. Если после этого мышь вновь помещали в камеру, случалась удивительная метаморфоза: животное вело себя как ни в чем не бывало. Судя по тому, что и спустя две недели поведение мышей не менялось, память о неприятном событии стиралась безвозвратно, а не просто ослаблялась. Важно, что прочие воспоминания при этом оставались незатронутыми.
Экспериментаторы пока затрудняются объяснить, как именно очищается нужный участок памяти. Предположительно фермент ослабляет ряд нейронных связей при попытке вызвать ассоциированное с ними воспоминание. Исследователи честно предупреждают, что механизм "чистки" в том виде, в каком его испытывали на мышах, к человеку неприменим, поскольку требует вторжения в генетический код, а также из-за более сложного устройства головного мозга человека. Тем не менее полученный результат безусловно ценен для науки, так как проливает свет на принципы функционирования памяти у живых существ. И не исключено, что в один прекрасный день в аптеках появятся пилюли, помогающие навсегда избавиться от неприятных воспоминаний. Например, жертвам катастроф, пережившим сильнейшее потрясение, такое лекарство могло бы заметно облегчить жизнь. ЕЗ
Оригинальную технологию, обещающую продлить жизнь традиционной фотолитографии, предложили ученые из Калифорнийского университета в Беркли. Помимо изготовления чипов, ее можно использовать для записи информации с плотностью на порядок большей, чем у современных винчестеров.
Как известно, главным препятствием на пути дальнейшей миниатюризации компьютерных чипов является дифракционный предел, мешающий сфокусировать свет в пятнышко меньше половины длины волны. Он и определяет возможности технологического процесса, ограниченные сегодня 35 нанометрами. Ученые давно научились обходить дифракционный предел, используя так называемые нераспространяющиеся электромагнитные волны, быстро затухающие на расстоянии меньше длины волны от конца световода, плазмонного аналога оптической линзы или другого устройства, позволяющего их сфокусировать. Таким устройством может служить даже несколько щелей специальной формы в тонком слое хорошего проводника.
Но как поместить маску для нераспространяющихся волн всего в нескольких нанометрах от кремниевой пластины с фоторезистом, диаметр которой 20–30 см? Разумеется, это практически невозможно. Зато в современных винчестерах хорошо отработана технология головок, парящих на высоте нескольких десятков нанометров над быстро крутящимся диском. Ученые из Беркли решили объединить и усовершенствовать два этих подхода.
В качестве линз для нераспространяющихся волн были выбраны плазмонные линзы из нескольких концентрических кругов на тонком слое серебра с отверстием посередине. Массив из шестнадцати таких линз закрепили на конце устройства, напоминающего коромысло винчестера, и фокусировали на них луч ультрафиолета. В первых экспериментах скорость поверхности диска под головкой достигала 12 м/с, а сама головка парила на высоте 20 нм над его поверхностью и рисовала штрихи толщиной 80 нм. Это делает метод эффективнее альтернативных технологий вроде литографии электронным или ионным пучком. К тому же ничто не мешает, уверены изобретатели, достигнуть разрешения 5–10 нм, довести число параллельно работающих линз до нескольких тысяч и повысить скорость вращения диска.
Разумеется, придется подождать, пока такой "фотовинчестер" распишет поверхность вращающейся кремниевой пластины рисунком для травления очередного слоя чипа. Засветить все сразу гораздо быстрее. Но и цена оборудования на базе новой технологии, из-за сравнительно скромных требований к оптике, обещает быть гораздо меньше, чем у современной машины для фотолитографии. А удовольствие это не из дешевых: примерно 20 млн. долларов за технику и еще около миллиона за комплект масок для каждого нового чипа. ГА
Оригинальный метод измерения спин-поляризованного тока предложили французские физики из Университета Луи Пастера в Страсбурге. Сравнительно простой и удобный способ, основанный на эффекте Доплера, будет полезен не только в спинтронике, но и при разработке разнообразных магнитных устройств.