Звездная пыль, плазма и антиматерия
В последние годы, казалось бы, интерес к космическим исследованиям заметно угас. Но в канун очередного Дня космонавтики исследователи космического пространства решили обогатить науку новыми экспериментами, исследованиями и проектами.
Исследования плазменных кристаллов продолжаются
На МКС с успехом прошел очередной этап исследований плазменных кристаллов. Мы уже рассказывали об этом странном веществе (см. «ЮТ» № 4 за 2002 г.), но кратко напомним суть дела. Как известно, в природе существуют четыре состояния вещества — твердое (или кристаллическое), жидкое, газообразное и плазменное. Но наши ученые во главе с академиком Владимиром Фортовым ухитрились создать нечто невиданное, объединив два крайних состояния. Плазменные кристаллы — это кристаллические решетки, в углах которых атомы, лишенные электронов, то есть находящиеся в состоянии плазмы.
На Земле образованию подобных структур мешает земное тяготение. А потому удается создать лишь микрокристаллы размерами 2–2,5 ангстрема. А вот на орбите, где силы тяжести нет, они достигают уже миллиметровых размеров. Поэтому эксперименты по получению плазменных кристаллов сначала проводились на орбитальном комплексе «Мир», а теперь вот перенесены на МКС.
Подобные кристаллы уже можно использовать в исследовательских целях, — рассказал академик Фортов. — Кроме того, мы надеемся построить на их основе так называемые ядерные батарейки — источники энергии нового типа, в которых электричество будет получаться нетрадиционным способом. Высокоэнергетические частицы плазменных кристаллов при определенных условиях испускают сильный ультрафиолет. Это излучение довольно просто превратить в электрический ток. Параметры получаемых источников электроэнергии лучше, чем у многих существующих источников питания.
Посылка со «звездной пылью»
Недавно на Землю благополучно опустился драгоценный контейнер со «звездной пылью». Он и в самом деле драгоценный — крупинки межгалактического вещества, которые могут поместиться на донышке чайной ложки, стоили около 2 млрд. долларов. Ведь межпланетный зонд Star Dust — охотник за космической пылью — был отправлен с Земли в погоню за кометой Вильд 1/2 еще 7 лет назад и преодолел 5 млрд. км, прежде чем вернулся на родную планету. В полете зонд нес детектор-ловушку, внешне напоминающую теннисную ракетку. Только плоскость этой «ракетки» была покрыта специальным липким составом, на который и оседала «звездная пыль» из хвоста кометы.
Старт охотника за «звездной пылью».
Исследователи предполагают, что состав этой «пыли» остался неизменным за последние 4,5 млрд. лет — то есть по нему можно будет судить о том, из чего состояла Вселенная в момент формирования Солнечной системы.
Прежде чем приступить к исследованиям, нужно будет найти все пылинки на поверхности детектора. Это так же непросто, как разыскать примерно четыре десятка муравьев на лужайке размером с футбольное поле. Тем не менее, исследователи полны оптимизма. Кроме всего прочего, они надеются и на помощь энтузиастов-добровольцев. Вся площадь поисков будет тщательно просканирована с помощью электронного микроскопа, а полученную фотографию выставят в Интернет. Так что любой желающий сможет с помощью своего персонального компьютера исследовать какую-то часть микроснимка по специальной программе в надежде, что именно ему повезет и он, обнаружив вожделенную крупинку, передаст ее точные координаты исследователям.
Так выглядит детектор-ловушка «звездой пыли».
Так где же антиматерия?
Ответ на этот вопрос в скором времени надеются получить исследователи из Технического университета немецкого города Ахена. Профессор Самюэль Тинд и его коллеги полагают, что при Большом Взрыве количество образовавшегося вещества и антивещества должно было быть примерно равно. И если мы живем в мире, где явно преобладает вещество, то где-то должны быть и миры, состоящие из антивещества. Искать их намерены с помощью разработанного недавно ими детектора античастиц. Основу его составляет сильный сверхпроводящий магнит, поле которого будет сортировать заряженные космические частицы, отклоняя положительные в одну строну, отрицательные — в другую. При этом частицы будут попадать на полоски кремния, вызывая в этом полупроводнике электрические импульсы, которые будут затем регистрироваться электронной аппаратурой. По характеру полученных импульсов исследователи смогут судить, что именно за частицы оказались в поле детектора.
— Особую надежду мы возлагаем на регистрацию ядер антиуглерода, — говорит профессор Тинд. — Дело в том, что углерод, согласно нынешним теориям, не мог образоваться сразу при Большом Взрыве. А появился позже, когда первые звезды, закончив свой жизненный цикл, стали взрываться. И если мы вдруг обнаружим в космическом пространстве антиуглерод, значит, вправе предполагать, что где-то существуют или, по крайней коре, существовали и звезды из антивещества.
Кроме тот, углерод интересен тем, что из него большей частью состоит все живое. А значит, при обнаружении антиуглерода можно будет предположить, что где-то обитают и наши антиподы.
Немецкие ученые собирались послать свой детектор в космос на борту очередного «шаттла» в 2004 году, однако катастрофа «Колумбии» перечеркнула все планы. Теперь они переделывают свой детектор с таким расчетом, чтобы его можно было послать в космос на борту обычного спутника. И очень торопятся, поскольку, по слухам, аналогичной работой занимаются и итальянские исследователи.
В. ЧЕРНОВ
Пошумите, пожалуйста…
Давно известно: опытный мастер может по шуму автомобильного двигателя или иного механизма на слух определить его неисправность. Появились даже компьютеризированные комплексы, которые позволяют производить диагностику по шуму автоматически, тут же показывая на дисплее список возможных дефектов. Однако долгое время никто как-то не догадывался применить подобную методику в медицине, хотя еще античные целители выслушивали своих пациентов, прикладывая ухо к грудной клетке. Потом были придуманы деревянные трубочки-стетоскопы, и, наконец, уже в XX веке появились первые фонендоскопы, в которых для удобства прослушивания шумов организма имеются специальная мембрана и наушники.
Лишь недавно следующий шаг догадались сделать израильские специалисты. А началось с того, что детский врач-педиатр Иегаль Кушнир возмутился, узнав, что одному из его юных пациентов, страдавшему легочными заболеваниями, за год пять раз делали рентгеновское обследование. И задумался о том, как обойтись при обследованиях без рентгена. Однажды он поделился своими трудностями со своим школьным другом, профессиональным математиком Нейром Бюдбюлем, и тот предложил попробовать визиализировать легочные шумы.
Оказалось, что некоторое время назад математик работал над сходной проблемой для нужд машиностроения и разработал алгоритм, по которому компьютер разлагал любой шум на гармонические составляющие, анализировал их и выдавал заключение, чем именно данный конкретный шум отличается от эталонного.
Аналогичную систему друзья решили создать и для медицины. Изобретателям понадобилось более пяти лет, пока на основе первоначальной идеи появился более-менее работоспособный образец комплекса, который способен ставить диагноз по шуму. Выглядит эта процедура на сегодняшний день так.
Больного облачают в сетку-безрукавку, в которую вмонтированы 24 особо чувствительных микрофона. Пациента просят интенсивно подышать минуту-другую, и на экране компьютера появляется диагноз. Сейчас друзья организовали фирму, в которой работает уже около 50 человек, и разворачивают серийное производство подобных диагностических комплексов, работая в то же время над тем, чтобы компьютер, проводя обследование пациента, анализировал не только легкие, но и сердце.
Н. ЗИМИН