Юный техник, 2007 № 08 - Журнал «Юный техник»

Вот так они и «переезжают» с интервалом примерно в 800 млн. лет.

С. НИКОЛАЕВ, В.ЧЕРНОВ

КОГДА РАСКОЛЕТСЯ АФРИКА?

Не надо думать, что все вышеописанные передвижения — дело лишь далекого прошлого или отдаленного будущего. В сентябре 2006 года во время землетрясения в районе Афар, располагающемся в Восточной Африке на территории Эфиопии, внезапно образовалась огромная — шириной около 8 м и длиной почти 60 км — очень глубокая трещина.

Как утверждают геологи, она возникла точно над тем местом, где граничат тектонические плиты, медленно отодвигающиеся друг от друга. Так что землетрясение, которое, кстати, сопровождалось вулканической деятельностью, лишь обнажило то, что очень долго происходило в глубинах Земли.

Спутниковые съемки показали, что по геологическим меркам разлом растет очень быстро — части материка «разъезжается» в стороны со скоростью 16 мм в год — и в будущем, видимо, разделит Африку на два континента.

По версии одного из ведущих океанологов, доктора Тима Райта из Оксфордского университета (Великобритания), как только раскол достигнет Красного моря, в него ворвется вода, которая превратит долину Афар в море или даже океан. И Африканский Рог отделится от континента. Предполагается, что процесс этот завершится через миллион лет.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Буль-буль компьютер

Вообще-то у этого необычного вычислительного прибора официальное название — пузырьковый компьютер. Идея вычислений с помощью воздушных пузырьков в жидкости кажется многим настолько несерьезной, что в обиходе даже сами разработчики называют свое детище «буль-буль» компьютером. Тем не менее, специалисты из Массачусетского технологического института ожидают от своего устройства вполне реальную пользу.

Ученые уверены: гидрокомпьютер, вычисления в котором выполняются с помощью пузырьков, которые движутся по микроканалам, проложенным внутри кремниевого кристалла, вполне реален. Дело в том, что направлением движения газового пузырька в канале довольно просто управлять с помощью других пузырьков. Когда пузырек достигает развилки, он всегда поворачивает туда, где меньше сопротивление потоку жидкости. Присутствие же самого пузырька в канале значительно увеличивает сопротивление, и, если есть возможность выбора, следующий пузырек за ним не пойдет.

Пользуясь этим и меняя форму каналов, можно изготовить различные логические вентили. Более того, маленькие пузырьки могут управлять движением больших, «усиливая сигнал» подобно транзистору. С помощью каналов можно также изготовить ячейку памяти, пузырьковые аналоги триггера, счетчика и ряд других устройств. Разработаны уже и устройства для преобразования сигнала из электрической формы в пузырьковую и обратно.

Схема пузырькового компьютера.

Создатели «буль-буль» компьютера Ману Пракаш и Нейл Гершенфельд.

Логические схемы пузырькового компьютера.

Макет логической ячейки пузырькового компьютера.

Причем все это — вовсе не забава университетских чудаков, которым больше делать нечего. Оказывается, микроструйные химические лаборатории применяются в тех случаях, когда исследователям приходится работать с микроскопическими количествами очень дорогих или опасных веществ.

Ахиллесова пята подобных устройств — помпы и электромагнитные заслонки, управляемые обычным компьютером: они не очень надежны. Но теперь, возможно, ситуация изменится, полагают исследователи. По крайней мере, часть логических операций в «химическом чипе» пузырькового компьютера можно будет выполнить с помощью мигрирующих по каналам пузырьков, что сократит количество помп и заслонок, а то и позволит вовсе отказаться от них.

К сказанному остается добавить, что подобные аналоговые компьютеры, с помощью которых проводились эксперименты на ранних стадиях развития вычислительной техники, были довольно популярны в некоторых областях исследований лет тридцать тому назад.

Будем надеяться, что и «буль-буль» компьютеры, первые чипы с пузырьковой логикой для которых появятся на рынке через пару лет, тоже найдут свое применение. Например, при моделировании процессов аэрогидродинамики. Правда, скорость работы наших компьютеров не очень велика.

Рассмотреть подробности строения «буль-буль» компьютера можно только под микроскопом.

Прототип чипа пузырькового компьютера.

Н. ЯКОВЛЕВ

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Укрощение урагана

Снова лето, и опять метеосводки напоминают донесения с поля боя. На юге — заморозки, на севере — тропическая жара, и повсюду — нашествие ураганов, смерчей и торнадо. Что происходит? Научится ли человек справляться со стихией?

Торнадо — так называют в Америке смерч — это атмосферный вихрь, возникающий в грозовой туче и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности Земли, в виде темного облачного рукава, или хобота, диаметром в десятки и сотни метров. Скорость движения воздуха в таком вихре может превышать 1000 км/час! Как показывают расчеты, мощность даже небольшого торнадо диаметром 50 м и высотой 1 км составляет порядка 100 млн. кВт. А это, между прочим, мощность всех электростанций бывшего СССР.

Перемещаясь вместе с облаком, торнадо может причинить огромные разрушения, снося порою целые городские кварталы.

Еще мощнее ураганы. Последствия их воздействия некоторые исследователи сравнивают с атомной бомбардировкой. Быть может, поэтому академик О.Н. Крохин, работавший в 1956–1959 годах в ядерном центре на Урале, предлагает воздействовать на торнадо, ураганы и прочие подобные явления силой атомного взрыва.

Торнадо возникают как результат восходящего потока воздуха, нагретого у поверхности воды, рассуждает академик. Если допустить, что энергия собирается из цилиндрического объема диаметром 100 км и высотой 10 км, а начальная скорость ветра 15 м/сек (54 км/час), то энергия составит в тротиловом эквиваленте около 1 мегатонны.

Однако при этом сам ученый специально оговаривается, что для применения такого способа нужны особые международные договоренности — ведь испытания, а тем более применение ядерного оружия в трех средах — в воде, воздухе и на земле — запрещены. Кроме того, и это, пожалуй, главное, — пока никто не может сказать, насколько будет эффективен такой взрыв — ведь его нужно производить точно в эпицентре урагана в строго определенное время. А для этого, по меньшей мере, нужно заранее знать, где и когда ураган возникнет.

Сейчас исследователи знают лишь, что для возникновения вихря необходимо, во-первых, чтобы океанская вода была разогрета, по крайней мере, до +26 °C. Во-вторых, необходимо безветрие. И тогда образуется тепловой насос, работающий за счет перепада температур между поверхностью океана и верхними слоями атмосферы.

Вращение Земли закручивает смерч в спираль, внутри которой образуется «глаз» — область относительного спокойствия. Внутри такого «глаза» более холодный воздух опускается на поверхность океана, где втягивает в себя тепло и влагу, подпитывая сам себя. И как показывают наблюдения и расчеты, в течение одного дня стихия может накопить, а затем высвободить столько энергии, будто в ней заключено 400 ядерных бомб в 20 мегатонн каждая!

Конечно, бороться с таким явлением очень непросто. Однако и у урагана есть своя ахиллесова пята. Дело в том, что свою гигантскую энергию он накапливает постепенно, забирая ее, как сказано, с поверхности океана. Стало быть, ослабить силу урагана вполне можно, если во время его зарождения понизить температуру воды. Охладить океан нелегко, но можно теоретически, если, например, добавить в теплую воду холодной. Где ее взять?

В одном из экспериментов облака, сопровождающие ураган, заставили пролиться дождем, высыпав на них несколько десятков тонн сухого льда. К сожалению, эксперимент не удался. Ураган изменил направление, но не утих. В результате один человек погиб, а около 2000 семей остались без крова.

Но есть сейчас и более сильные средства, нежели обычный сухой лед. В частности, облака можно обрабатывать так называемым дирулином — реагентом, обладающим эффективностью в десятки раз большей, чем углекислота. Жаль только, что вряд ли какая страна в мире найдет 300–400 грузовых самолетов, чтобы загрузить их этим недешевым или другим химикатом, чтобы всем вместе атаковать «глаз бури». Но в любом случае даже при неудаче вреда от них будет заведомо меньше, чем от ядерных взрывов.