Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 23 от 19 июня 2007 года

Такой генератор, наверное, придется весьма кстати, если понадобится подзарядить "стодолларовый ноутбук" ребенка. Однако не очень понятно, станет ли хорошая хозяйка в жаркой Африке день и ночь что-то жечь, чтобы работал ее холодильник. Впрочем, до конца этого проекта еще пять лет, а первые рабочие прототипы обещаны лишь через три года, так что за это время многое может измениться, включая и саму концепцию устройства. ГА

Новую технологию беспроводной передачи энергии продемонстрировали физики из Массачусетского технологического института (МТИ). Две магнитные антенны диаметром 60 см, настроенные на одну резонансную частоту, обеспечили энергией лампочку мощностью 60 Вт.

Как дистанционно зарядить беспроводное устройство вроде ноутбука, сотового телефона или домашнего робота? Для передачи энергии можно использовать электромагнитные волны, но они будут уносить львиную часть энергии в окружающее пространство… Работающие на высоких частотах узконаправленные антенны или лазеры опасны. Не дай бог, что-то окажется на пути концентрированного пучка электромагнитного поля. А связанные, как в обычном трансформаторе, магнитные катушки эффективно работают только в непосредственной близости друг от друга.

Год назад научная группа из МТИ предложила использовать так называемые нераспространяющиеся (evanescent) электромагнитные волны. Они быстро затухают вблизи излучателя и не уносят энергии в пространство, но их энергию можно использовать, если на расстоянии меньше длины волны от источника поместить настроенный в резонанс приемник.

И вот теперь эта идея была впервые реализована. Две резонансные катушки, настроенные на частоту десять мегагерц, что соответствует длине волны тридцать метров, были размещены в двух метрах друг от друга. К одной был присоединен передатчик, а к другой приемник и лампочка. Вокруг излучающей катушки возбуждается в основном магнитное поле, которое в отличие от электрического слабо взаимодействует с большинством тел, если в них нет ничего настроенного с этим полем в резонанс. Поэтому такая антенна практически безопасна, а любое электронное устройство, помещенное между антеннами, не помешает передаче энергии и будет нормально работать. Настроенные в резонанс антенны оказываются сильно магнитно связаны, и энергия передается приемнику с эффективностью около сорока процентов. Остальные шестьдесят процентов поглощаются излучателем.

Результаты демонстрационных экспериментов хорошо совпали с предсказаниями теории. Но полуметровая антенна великовата для использования в быту, и в ближайшее время ученые обещают продемонстрировать передачу энергии на более компактные приемные антенны. Кроме того, шестьдесят процентов потерь при передаче – чересчур большая плата за беспроводное удобство. И хотя пока трудно сказать, найдет ли эта технология практическое применение, начало исследований получилось многообещающим. ГА

Американские физики экспериментально доказали, что эффект Казимира проявляется не только в вакууме, но и в жидкостях. Эту работу выполнили Джереми Мандэй и Федерико Капассо (Jeremy Munday, Federico Capasso), работающие в Гарвардском университете.

Эффект, о котором идет речь, в 1948 году предсказал голландский физик-теоретик Гендрик Казимир. Он показал, что между двумя идеально отражающими параллельными зеркалами, помещенными в глубокий вакуум, возникает сила притяжения чисто квантовой природы. Согласно гейзенберговскому соотношению неопределенностей, в вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные фотоны электромагнитного излучения. Спектр энергий тех квантов, которые могут появиться между зеркалами, чуть уже энергетического спектра свободного пространства, поскольку некоторые состояния этих квантов в межзеркальной щели запрещены. Энергия виртуальных фотонов вносит вклад в суммарную энергию физического вакуума, которая считается нулевой. Поскольку в пространстве между пластинами этих фотонов меньше, нежели вовне, плотность вакуумной энергии там отрицательная. По этой причине в вакууме возникнет негативное давление, направленное перпендикулярно зеркалам, которые в результате начнут притягиваться друг к другу.

Эффект Казимира довольно трудно измерить. Сила казимировского притяжения обратно пропорциональна четвертой степени ширины щели, так что зеркала должны находиться очень близко друг к другу. Кроме того, идеальные зеркала существуют только в теории. На практике приходится пользоваться тщательно отполированными металлическими поверхностями, которые неодинаково отражают фотоны разных частот, что уменьшает силу Казимира. Впервые ее существование было экспериментально подтверждено лишь в 1958 году, а затем со все возрастающей надежностью – в 1997-м и в последующие годы. Новейшие измерения подтвердили теоретические вычисления с точностью до одного процента.

Все эти эксперименты проводились в глубоком вакууме. Теперь Мандэй и Капассо проверили, в какой степени сила Казимира экранируется жидкой средой. Они положили на дно ванночки с этанолом отполированную золотую пластинку и подвесили над ней позолоченный пластиковый шарик диаметром 40 мкм. Благодаря силе Казимира, шарик несколько сместился по направлению к пластине, что зарегистрировал лазер сенсора. Обработка результатов показала: когда дистанция между шариком и пластинкой составила 50 нм, сила Казимира оказалась вдвое меньше вакуумного значения. Это ослабление имеет ту же физическую природу, что и влияние неидеальности зеркал. Этанол изменяет спектр флуктуаций виртуальных фотонов и тем самым влияет на величину казимировского притяжения. АЛ

Первым взрывчатым веществом (ВВ), которое применил человек, был дымный порох, изобретенный в Китае где-то в VII веке. Примерно через пять веков дымный порох проник в Европу. С тех пор химия ВВ – наука о том, "как взорвать что угодно" – хоть и продвигается вперед, но далеко не теми семимильными шагами, которые делают другие области химического знания. Это вызвано в первую очередь очень жесткими требованиями, предъявляемыми к современным ВВ: они должны быть, с одной стороны, достаточно мощными, а с другой – удобными для использования в технологических процессах, нечувствительными к случайным внешним воздействиям и при этом дешевыми.

Сам взрыв является следствием быстропротекающей экзотермической окислительно-восстановительной реакции. Реакция инициируется в какой-то точке ВВ (детонация) и распространяется с высокой скоростью, в результате весь объем ВВ вовлекается в реакцию и взрывается как единое целое. В ходе реакции образуется большое количество газообразных продуктов, молекулы которых разлетаются в разные стороны от точки взрыва, обладая высокой кинетической энергией, то есть температурой. Чем больше газов и чем выше температура взрыва, тем больший разрушительный эффект можно ожидать. Часто для того, чтобы удовлетворить всем требованиям, применяют различные сочетания ВВ с другими компонентами, но сейчас речь идет об индивидуальных ВВ, о молекулах, которые буквально двигают горы своей спрятанной до поры энергией.