Юный техник, 2009 № 06 - Журнал «Юный техник»

Все это очень мешало созданию миниатюрных сенсоров. И Федерико Капассо с коллегами стал думать, как избавиться от этого эффекта. И здесь профессору повезло. Один из его сотрудников нашел публикацию российских ученых, в которой говорилось, что эффект Казимира можно снизить и даже нейтрализовать, используя правильную комбинацию материалов.

Более тщательные исследования показали, что, если использовать вместо плоских пластин комбинации сфер и плоскостей или объектов еще более сложных форм, можно добиться, что сила притяжения в какой-то момент даже поменяет свой знак и станет силой отталкивания.

Этими результатами, в свою очередь, воспользовались профессор Ульф Леонард и доктор Томас Филбин из университета Святого Эндрюса в Шотландии. Они разработали теорию, которая позволяет выявить условия, при которых сила Казимира меняет свой знак.

Что, как говорится, и требовалось доказать. Крошечные датчики перегрузок, созданные на основе «антиэффекта Казимира», и в самом деле оказались более чувствительными и надежными.

Аналог эффекта Казимира: параллельно плывущие корабли могут столкнуться бортами.

Но на том дело не кончилось. «Нами сделан лишь первый шаг, — говорит профессор Капассо. — В будущем на основе вновь открытого эффекта можно ожидать создания левитирующих устройств, которые совершат подлинную революцию на транспорте».

И в самом деле, сила взаимного отталкивания пластин вызывает эффект поддержания их в воздухе, иными словами — эффект левитации. При этом левитирующие объекты могут перемещаться друг относительно друга с практически полным отсутствием трения. Ученые уверены, что это пригодится при создании антифрикционных покрытий для микромашин и отдельных узлов нанороботов.

Профессор Капассо также выдвинул предположение о том, что это открытие делает возможным разработку нового класса транспортных устройств. Он отметил, что, несмотря на то, что ныне удается поднять в воздух лишь нанообъекты, путь к левитации крупных объектов уже открыт, поскольку основные механизмы и принципы этого процесса учеными уже изучены.

С. ЗИГУНЕНКО, научный обозреватель «ЮТ»

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ГАСТРОНОМИЯ И КЛИМАТ. Противодействовать глобальному потеплению климата можно, если… радикально изменить рацион жителей развитых стран, уверяют эксперты исследовательской организации, работающей при Суррейском университете, Великобритания.

В настоящее время, по данным организации, средний англичанин потребляет в неделю 6 кг мяса и 4,2 л молока. Но если он хочет сохранить климат планеты таким же, как сейчас, то должен ограничить свой рацион 500 г мяса и литром молока в неделю. Снижение спроса на молочные и мясные продукты позволит сократить производящие их отрасли, ответственные за выбросы углекислого газа в атмосферу, считают экологи. Ведь ныне объем парниковых газов, ежегодно вырабатываемых продовольственным сектором Великобритании, составляет пятую часть выбросов всей промышленности страны.

КОТ ОХОТИТСЯ ЗА… ГРИБАМИ?! Жительница Швеции Ингрид Андерссон заметила, что ее питомец Вилли вынюхивает грибы, еще когда тот был маленьким котенком. И теперь, став уже взрослым котом, он охотно ходит со своей хозяйкой на «грибную охоту», помогая ей всякий раз быстро набирать полную корзину.

ЕСЛИ РЫБЫ ЗАКАШЛЯЛИ… значит, пора менять воду в аквариуме. К такому выводу пришли американские биологи, применив специальные гидрофоны и магнитозапись. Причем, как полагают ученые, по интенсивности кашля можно также судить и о степени загрязнения природных водоемов.

РЕКОРДЫ СКОРО ЗАКОНЧАТСЯ… К такому выводу пришли сотрудники парижского Института спортивной медицины и эпидемиологии. Проанализировав данные по 3263 мировым рекордам, установленным с 1896 по 2007 год по пяти спортивным дисциплинам (легкой атлетике, плаванию, велогонкам, бегу на коньках и тяжелой атлетике), они пришли к выводу, что кривые роста спортивных достижений постепенно становятся все более пологими. И к 2027 году они достигнут своего практического потолка.

Дальнейший рост рекордов возможен лишь в двух случаях: при непременном использовании допинга либо если будущих рекордсменов начнут отбирать по генетическому коду с младенчества и будут выращивать их по специальным методикам.

МАТЕМАТИКУ НУЖНО ВООБРАЖЕНИЕ. Интересный эксперимент провели в детском саду психологи из университета Ватерлоо (Канада) под руководством Даниэллы О’Нейл. Показав детям картинки, их просили сочинить по ним рассказ. При этом учитывалась длина самого сочинения, интересные подробности, богатство словаря каждого испытуемого.

Через несколько лет ученые поинтересовались успехами в школе подросших испытуемых. Оказалось, что лучшие отметки по математике получают те дети, которые сочинили наиболее сложные и интересные истории.

С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА

Атомное сердце для локомотива

Правда ли, что в СССР, кроме атомных подводных лодок и ледоколов, которые существуют и сегодня, проектировались гигантские поезда, которые должны были везти локомотивы с атомными двигателями? Зачем они понадобились? Разве обычных электровозов с тепловозами недостаточно?

Антон Коломийцев, г. Орел

В середине прошлого века, когда стали появляться планы строительства БАМа — Байкало-Амурской магистрали, — среди прочих рассматривался проект строительства абсолютно новой дороги. Газета «Гудок» — печатный орган Министерства путей сообщения СССР — в 1956 году, в частности, писала:

«В условиях Севера, Дальнего Востока и пустынь Центральной Азии не всегда целесообразно электрифицировать вновь строящиеся железнодорожные линии. В этих условиях лучше, применять атомные локомотивы, которые могли бы работать без подвоза больших количеств топлива»…

В дальнейшем специалисты развили эту идею. Ставить атомный котел на обычный паровоз или тепловоз сочли невыгодным. Атомные локомотивы должны были двигать мегапоезда, состоящие из гигантских вагонов, поставленных на сверхширокую колею, которая в 2,5–3 раза превышала бы по ширине принятый в нашей стране стандарт — 1520 мм.

Колея в 3–4 м (а некоторые конструкторы предлагали даже делать ее шириной в 6–8 м) позволила бы уравнять товарные поезда по грузоподъемности с кораблями и баржами, а пассажирам в составах предоставлялись бы условия, сравнимые по комфорту с первоклассными океанскими лайнерами. Причем для начала сверхширокие магистрали можно было создать с минимумом затрат — просто мегапоезд опирался бы на внешние рельсы обычной двухпутной магистрали.

Однако когда эту идею стали анализировать, оказалось, что рельсы все равно придется перекладывать, поскольку на существующих магистралях строго выдерживается дистанция лишь между рельсами одной ветки, а на каком расстоянии проложены друг от друга сами ветки стальных магистралей, никто особо не следит. Кроме того, для супертяжелого мегапоезда пришлось бы все равно менять шпалы, да и сами рельсы делать особой прочности.

На рисунке показана схема самого простого односекционного атомного локомотива, в котором и реактор, и генератор, и электромоторы располагались внутри общего корпуса; только атомный котел с теплообменником прикрыты слоем биозащиты.

Цифрами обозначены: 1 — атомный реактор, 2 — паровой котел, 3 — пар, 4 — турбина, 5 — кабина машиниста, 6 — генератор, 7 — распределительное устройство, 8 — электромоторы, 9 — защита, 10 — насосы.

И это еще не все: пришлось бы заново создавать не только локомотивы, но и весь вагонный парк. А это потребовало бы таких расходов, что экономия на подвозе топлива и электрификации магистрали оказалась бы просто копеечной.

Эти соображения заметно охладили интерес конструкторов к атомным локомотивам. А тут еще создатели реакторов для атомных подлодок ознакомили с трудностями, которые встречаются в их работе: необходимо ведь не только вмонтировать реактор в заранее заданные габариты, но при этом еще обеспечить надежную биологическую защиту от радиации как людей в поезде-гиганте, так и окружающей среды.

Сама же по себе идея поезда с ядерным реактором проста, для ее реализации нет никаких препятствий фундаментального характера. Работают же сейчас АЭС и ледоколы с атомными установками. Примерно ту же схему можно использовать на атомном локомотиве. Тепло, образующееся в результате ядерной реакции, передается теплоносителю первичного контура. Он, в свою очередь, отдает тепло воде в парогенераторе. Образующийся пар поступает по трубам к электротурбине, та приводит во вращение вал электрогенератора, а выработанный ток идет для питания электромоторов, вращающих колеса.