Страница 5 из 17
Вигнеровский кристалл — компактная упорядоченная структура, вроде кристаллической решетки.
Впрочем, поначалу все выше приведенные рассуждения представляли собой лишь мысленный эксперимент, затеянный физиками еще в 90-х годах прошлого века.
А вот убедиться в существовании спинона и холона реально удалось не так давно — в 2006 году. Тогда группа ученых во главе с Ким Чанюном из университета Енсей в Сеуле (Республика Корея), Эли Ротенберг и Шень Чжи Сюнем из Стэнфордского университета (США) сообщила об обнаружении четких спектральных сигналов спинонов и холонов в одномерных образцах купрата стронция.
Вскоре после этого Торстен Шмидт и его коллеги из института Пауля Шеррера (Швейцария) смогли разделить электрон на спинон и орбитон внутри атома оксида меди. Для этого они использовали ускоритель, в котором бомбардировали электроны рентгеновскими лучами, чтобы их возбудить — повысить уровень их энергии. Сравнивая уровень поглощенной и излученной энергии, физики смогли определить, что разделение произошло.
И наконец, уже в 2012 году другая группа физиков из Германии, Швейцарии, Франции и Нидерландов под руководством госпожи Джастин Шлаппа смогла «отделить» орбитон. «Подопытным кроликом» выступил опять-таки купрат стронция. А вот методика была уже другая — использовалось так называемое неупругое рассеяние частиц. Она заключалась в том, что образец бомбардировали быстрыми частицами. Это приводило электроны в возбужденное состояние и одновременно давало исследователям возможность отмечать расположение и конфигурацию их спинов.
Измерив же спины и орбитальные угловые моменты (они характеризует движение частиц по орбитали вокруг ядра) электронов, исследователи поняли, что орбитон и спинон существуют одновременно. Дело в том, что изменение спина и орбитального углового момента не совпадали — а это значит, что спинон и орбитон передвигаются внутри материала с разной скоростью. То есть как отдельные квазичастицы.
…Итак, существование орбитона наконец-то экспериментально подтверждено, из-за этого электрон окончательно лишился звания элементарной частицы. Однако эксперименты ученых сводились не только к исправлению терминологии; например, орбитон и сам по себе представляет немалую ценность. Его существование поможет объяснить некоторые аномалии высокотемпературных сверхпроводников — почему в них возникает сверхпроводимость в таких условиях, в каких вроде бы не должна возникать.
Кроме того, движение орбитонов и спинонов можно будет использовать при создании квантовых компьютеров — эти квазичастицы движутся настолько быстро, что их перемещение от одной квантовой точки к другой занимает фемтосекунды. А значит, перенос информации будет почти что мгновенный…
Наконец, сделанное открытие даст ученым возможность сделать еще один шаг к пониманию того, что же представляет собой электричество…
Публикацию по материалам Nature News
подготовил С. НИКОЛАЕВ
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Конец мелового периода?
На международной выставке «Фотофорум 2012» наше внимание привлек необычный экспонат. Большое панно размерами примерно 2x3 м сначала демонстрировало обычный рекламный видеоролик. Но когда ролик кончился, к панно, словно к обычной школьной доске, подошел человек и принялся писать на пластиковой поверхности чем-то похожим на большой фломастер.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что мы наблюдаем демонстрацию технологии проецирования 3LCD при помощи интерактивного проектора, который поначалу даже не заметили. И немудрено: он висел непосредственно над доской-экраном.
Такие устройства позволяют превратить школьную доску и даже обычную стену в интерактивную поверхность, позволяя учиться как бы играючи. Каждый проектор поставляется в комплекте с интерактивным фломастером-манипулятором, который, совмещая в себе компьютерную мышку и цифровое перо, позволяет делать пометки и дополнения к проецируемому изображению.
Свет от ультракороткофокусного объектива, благодаря которому проекторы можно устанавливать практически вплотную к экрану, не ослепляет учителя и не дает теней на экране. Все проекторы комплектуются оригинальным настенным креплением, просты в подключении и использовании, имеют высокую яркость, увеличенный ресурс лампы, а также встроенный динамик и микрофонный вход для проецирования учебных материалов со звуком.
Интерактивный экран можно использовать на занятиях и по астрономии, и по географии…
Аналогичные устройства, например, есть не только в московской школе № 2030, которая ныне считается оплотом информатизации образования в столице. Первая цифровая тикола в России появилась пять лет тому назад в Череповце — сейчас это лицей «АМТЭК».
Здесь есть и мультимедийные классы с интерактивными досками, и смарт-фойе с плазменными панелями, где можно ознакомиться с расписанием, новостями и даже с меню в столовой.
Особая гордость лицеистов — поливалентный актовый зал с системой голосования. Есть и мобильные классы, которые можно развернуть в любом месте, взяв с собой ноутбук и проектор.
С каждым годом таких школ становится все больше. Ведь, по мнению директора Института новых образовательных технологий и информатизации Российского государственного гуманитарного университета Сергея Кувшинова, цифровая школа дает принципиальную возможность перейти от обучения в классах к обучению в любом месте и в любое время, заменить общие уроки индивидуальными, использовать вместо мела и бумаги электронные устройства.
То есть, говоря проще, в скором будущем нам обещают, что и заболевший ученик не отстанет от своих товарищей. Домашние задания ему будут присылать по электронной почте. С ее же помощью он сможет переправлять решенные задачи и выполненные упражнения в класс. Да и сам он сможет как бы присутствовать в классе, слушая и наблюдая объяснения учителя опять-таки с помощью современной электроники.
Важно только не переборщить. А то в некоторых школах Германии не только сразу же переправляют родителям все оценки, полученные их чадами за день с помощью SMS-сообщений, но и отслеживают с помощью все тех же мобильников все перемещения школьников. Дело дошло до того, что, если школьник не появился в школе в течение 15 минут после начала занятий, а родители не предупредили администрацию об его отсутствии, у порога дома, где живет ученик, появляется полицейская машина, и блюстители порядка спрашивают, не надо ли начинать розыски…
Занятия в современной школе без помощи электроники уже немыслимы.
Интерактивный проектор — лишь одно из технических чудес, применяемых сегодня в школе.
«Любой сверхконтроль обезличивает человека и лишает его мотивации, — предупреждает завкафедрой психологии личности МГУ Александр Асмолов. — Если взрослые будут каждый раз контролировать поведение — когда пришел, когда ушел, — то это не школа».
Впрочем, директор Центра образования «Царицыно» Ефим Рачевский настроен довольно оптимистично. Он полагает, что наши школьники и тут найдут выход из положения. Отыщут способ, как исправить оценку в электронном дневнике или перепрограммировать мобильник родителей, чтобы те не прочитали «ненужной» эсэмэски. Ведь только для взрослых сотовый — всего лишь телефон, а для подростков — это еще и поле для технических экспериментов.