Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» N 42 от 14 ноября 2006 года

Не исключено, что модуль WirelessHD со временем удастся реализовать на одной схемотехнике с менее высокочастотными UltraWideBand-решениями, отчасти претендующими на ту же нишу. АЗ

Любопытные результаты получила команда российских и американских ученых, измеривших влияние проводимости кремния на знаменитую и таинственную силу Казимира, которая притягивала к поверхности кристалла покрытый золотом шарик. Измерения совпали с теорией, что сулит успешное использование этой силы в различных микромеханических устройствах.

Голландский теоретик Хендрик Казимир предсказал существование странной силы, ныне носящей его имя, еще в 1948 году. Эта сила притягивает друг к другу пару плоских идеальных зеркал в вакууме. Она быстро увеличивается при сближении зеркал (как четвертая степень расстояния между ними) и, на удивление, определяется только парой фундаментальных констант - скоростью света в вакууме и квантовой постоянной Планка. В обычных масштабах эта сила крайне слаба, но если расстояние между зеркалами уменьшить до десяти нанометров, она станет сравнима с силой давления атмосферы.

Возникновение силы притяжения Казимир объяснил квантовыми флуктуациями вакуума. Энергия этих флуктуаций, приводящая к спонтанному рождению и уничтожению фотонов, формально бесконечна. Но за счет того, что на каждую пластину фотоны давят с обеих сторон, а между пластинами помещаются фотоны не всех возможных длин волн и в зазоре их несколько меньше, чем снаружи, разность давлений оказывается конечной и прижимает пластины друг к другу.

С проблемой формально бесконечной энергии вакуума тесно связан целый ряд важных проблем космологии и новых теорий элементарных частиц. Знают о ней и некоторые шарлатаны, обещающие получение неисчерпаемой энергии прямо из пустоты. Считается, что сила Казимира практически единственное доступное для измерений проявление квантовых флуктуаций вакуума. Вот почему в последние годы ее стали очень активно исследовать, что стало возможным благодаря быстрому совершенствованию экспериментальной техники для работы на наномасштабах. Впрочем, многие специалисты считают, что бесконечная энергия вакуума - лишь математический казус теории, который не стоит внимания. Возникновение силы притяжения между пластинами можно интерпретировать и иначе. На шесть лет позже Казимира известный советский физик Евгений Лифшиц независимо развил общую теорию, которая позволяет рассчитать силу притяжения между реальными поверхностями. В случае идеальных зеркал результаты двух теорий совпадают, но Лифшиц интерпретировал возникающую силу как проявление обычных сил молекулярного притяжения.

Именно с теорией Лифшица авторы сравнивали свои измерения. Поскольку параллельность пластин на малых расстояниях реализовать трудно, вместо одной из них использовался покрытый слоем золота пластиковый шарик диаметром 0,6 мкм. Шарик присоединили к игле атомно-силового микроскопа и измеряли силу притяжения к кремниевым пластинам с различным количеством примесей. Проводимость кремния менялась на несколько порядков, а сила притяжения на расстоянии 70 нм - всего на 7%, но эти небольшие изменения хорошо совпадают с теорией.

Эксперименты показали, что величину силы Казимира можно изменять, подбирая материал, - это будет очень полезно при проектировании микромеханических устройств. И хотя с силой Казимира пока далеко не все ясно и ученые продолжают спорить о ее природе и возможных проявлениях, новые технологии не будут стоять на месте. ГА

Справедливость крылатой фразы «деньги не пахнут» подтвердили химики из Лейпцигского университета. Это знаменитое выражение известно с первого века нашей эры, когда римский император Тит Флавий Веспасиан первым придумал брать плату за пользование общественными туалетами.

Оказывается, сами металлы действительно не пахнут, а их характерный запах возникает только в результате химической реакции с поверхностью жирных рук. Ученые предположили, что запах металлов лишь иллюзия, а летучие и пахнущие фосфорорганические соединения возникают в результате реакции кислот, которые естественно присутствуют на поверхности кожи, с обычными примесями углерода и фосфора в металле.

Однако эксперименты показали, что образцы железа, травленые кислотами в лабораторных условиях, пахнут совсем по-другому. Пришлось проводить более тонкий химический анализ испарений кожи после ее контакта с металлами. Газ содержал несколько пахучих соединений - альдегидов и кетонов, которые в малых количествах получаются в результате быстрых реакций металла с естественными жирами на нашей коже.