Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 35 от 25 сентября 2007 года

Позитроний – идеальный объект для самой точной проверки основ физических теорий, но практического применения пока не нашел. Слишком мало его время жизни – 125 пикосекунд или 142 наносекунды, в зависимости от взаимной ориентации спинов электрона и позитрона. Затем электрон и позитрон аннигилируют, превращаясь в несколько гамма-квантов – фотонов с большой энергией. Если атом позитрония находится в возбужденном состоянии и электрон с позитроном отстоят друг от друга подальше, то время жизни атома увеличивается до миллисекунд, но сути дела это не меняет. Собственно, поэтому так трудно использовать позитроний и получать из него молекулы. В то же время сами частицы вещества широко используются не только в исследовательских лабораториях, но и в больницах (в позитронно-эмиссионных томографах). Позитроны можно получить в результате распада ряда изотопов и, если нужно, накопить в вакууме в электромагнитной ловушке.

Так поступили ученые и на сей раз, накопив около 20 млн. позитронов, полученных в результате распада натрия-22. Затем все их «выплеснули» на тонкий слой пористого кварца. Пористый кварц необходим в качестве источника электронов для образования позитрония и как поглотитель лишней энергии, выделяющейся при образовании атомов позитрония, а затем и молекул из них. Позитроний образуется на поверхности пор, которая его стабилизирует и удерживает. Специальная конструкция установки позволила добиться высокой концентрации позитрония в порах, и прежде чем он аннигилировал, успело образоваться около ста тысяч молекул позитрония Ps2. Это удалось доказать, измерив зависимость скорости аннигиляции позитрония от температуры. Молекулы позитрония не очень похожи на обычные молекулы. Они представляют собой некий «суп» из четырех частиц одинаковой массы и аннигилируют быстрее атомов, поскольку в них антивеществу легче встретиться с веществом. А чем выше температура кварца, тем меньше шансов на образование молекул. Поэтому зарегистрированное снижение скорости аннигиляции с ростом температуры косвенно, но достаточно надежно свидетельствует о том, что молекулы из позитрония все-таки образуются.

Первооткрыватели считают, что дальнейшее совершенствование технологии и повышение концентрации позитрония позволит получать из него более сложные молекулы и даже кристаллы, а охлаждение до 15 градусов Кельвина приведет к образованию из позитрония конденсата Бозе-Эйнштейна. Тут можно надеяться на новые интересные результаты в физике и химии антивещества. А поскольку позитроний – очень мощный источник энергии, можно рассчитывать на создание гамма-лазера, способного «просвечивать» фотонами атомные ядра. ГА

Любопытное приспособление для подзарядки мобильных устройств предложили ученые из Аризонского университета в Темпе, Мичиганского технологического университета в Хоутоне и небольшой компании NanoSonic. Новые лямки для рюкзака способны если не решить проблему, то хотя бы облегчить тяжкую аккумуляторную ношу путешественников и военных.

По статистике, в склонной к всяческим инновациям американской промышленности внедряются в основном те изобретения, которые имеют не больше двадцати процентов новизны. Слишком велик риск, если надо все переделывать, поэтому конструкторы предпочитают что-то менять, ничего не меняя. Вот и в новом рюкзаке, предназначенном для американских пехотинцев, нужно поменять только лямки. Тогда он будет генерировать около 46 мВт энергии, если стандартные сто фунтов (45 кг) нести со скоростью 3—5 километров в час.

Лямки изготовлены из поливинилиденфторида (PVDF) – внешне похожего на нейлон, прочного и гибкого материала, который обладает пьезоэлектрическими свойствами. При ходьбе из-за перемещений туловища вверх и вниз натяжение и длина упругих лямок постоянно меняются, что используется для генерации электроэнергии. Самым трудным при изготовлении лямок был подбор токопроводящего покрытия для снятия вырабатываемых пьезоэлектриком зарядов. Электрод должен быть достаточно надежным и прочным. Для этих целей подошел разработанный в NanoSonic нанокомпозит MetalRubber толщиной 100 нм, способный растягиваться до десяти раз без потери проводящих свойств.

Это далеко не первый и не слишком эффективный рюкзак, способный вырабатывать электричество. Два года тому назад «КТ» писала о рюкзаке (#606), который в тех же условиях способен вырабатывать больше 7 Вт. Но там нужно менять всю конструкцию, обеспечив перемещение поклажи относительно станка на 5—7 см, а тут достаточно пришить новые лямки. Конечно, 46 мВ хватит лишь на то, чтобы работал фонарик или mp3-плеер, а чтобы минуту поговорить по сотовому телефону, придется в десять раз дольше заряжать аккумулятор. Это, конечно, лучше, чем ничего, но изобретателям еще есть над чем поработать. ГА