Юный техник, 2008 № 02 - Журнал «Юный техник»

Уже при соотношении примеси 8 «чужих» атомов на 100 000 собственных кремний обретает свойства типичного металла. И теория предсказывала, что при более высокой концентрации примесей проводимость кремния может стать сверхпроводимостью. На практике же технологам почти шесть десятков лет не удавалось «втолкнуть» в кремний дополнительное количество атомов примеси. А потому для получения сверхпроводимости в кремнии его приходилось не только охлаждать почти до абсолютного нуля, но еще и подвергать колоссальному давлению — до 100 000 атмосфер!

Распределение примесей в кристаллической решетке.

Тем не менее, в конце 2006 года французским исследователям удалось повысить содержание примесей в кремнии в 10 000 раз. Каким же образом? Ученые пошли на некоторые хитрости.

Сначала кремниевую пластину поместили в газовую среду, состоящую из атомов бора. Когда бор осел на поверхности кремния, образовав тончайшую пленку, поверхность стали облучать импульсами ультрафиолетового лазера большой мощности. Кванты ультрафиолета расплавляли поверхность кремния и как бы «утапливали» в расплаве атомы примеси. При этом кремний остывал столь быстро, что не успевал толкнуть атомы примеси обратно на поверхность. Они оставались словно «заморожены» внутри кристалла. И с каждым последующим импульсом количество атомов примеси все возрастало…

Таким образом исследователям удалось довести концентрацию примеси до 4 %. Это и привело к тому, что хотя кремний по-прежнему приходится очень сильно охлаждать, но его сверхпроводимость наступает при нормальном атмосферном давлении.

Конечно, необходимость охлаждения все еще сдерживает широкое применение сверхпроводящего кремния в технике. Однако полученный материал дешевле других. Исследователи вовсе не закончили свою работу и надеются получить высокотемпературную сверхпроводимость. А она, в свою очередь, глядишь, приведет их к получению очередной Нобелевской премии.

И.ЗВЕРЕВ

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ВСЕ МЫ РОДОМ ИЗ… ЛУЖИ? Такую оригинальную гипотезу выдвинул недавно академик РАН Юрий Наточин. Он полагает, что вряд ли жизнь могла возникнуть в морской воде, как это принято считать. Ведь в ней содержится натрий, а он препятствует синтезу органических веществ. Калий, напротив, способствует синтезу. А этим химическим элементом, как известно, богата глина, которой довольно часто устлано дно небольших луж и пресноводных водоемов. Стало быть, по мнению академика, первые протоклетки появились на Земле примерно 3,5 млрд. лет тому назад именно в пресной воде, а не в морской.

ГЕН ВЫСОКОГО РОСТА. Группа исследователей из Гарварда, Оксфорда и некоторых американских клиник открыла ген, который помогает людям вырастать великанами. «Если ген под названием HMGA2 активен, то у человека больше шансов стать баскетболистом, — утверждает Тим Фреэйлинг, участвующий в исследованиях. — Однако активация лишь одного гена не гарантирует двухметровый рост. Видимо, кроме него, развитие человека обеспечивают еще и другие гены». Но исследователи рады и тому, что научились манипулировать с данным геном. Ведь его активация, как выяснилось, помогает излечивать болезни сердца, диабет и даже некоторые формы рака.

ВЕЛИКАНАМ ГРОЗИТ ВЫМИРАНИЕ? Неожиданное открытие сделали недавно российские ученые. Изучив геномы 110 видов млекопитающих разного размера, они пришли к выводу, что организмы большей массы быстрее накапливают в своем геноме вредные мутации, чем малыши. А потому, получается, что, например, слоны должны со временем или сильно уменьшиться в размерах, или вымереть, как то уже произошло с их ближайшими родственниками — мамонтами.

НА ПРОТЕЗАХ БЕЖАТЬ БЫСТРЕЕ? Двадцатилетний житель ЮАР Оскар Писториус недавно установил несколько мировых рекордов по бегу. В том не было бы ничего удивительного, если бы он не бежал на протезах.

Мальчик в свое время родился с недоразвитыми конечностями, которые пришлось ампутировать, и с младенческого возраста Оскар пользуется протезами. А получив относительно недавно сделанные по спецзаказу многослойные протезы из углеволокна, он побежал. Теперь эксперты гадают: быть может, это протезы с усиленной отдачей помогают ему столь шустро передвигаться?..

ЛЕВШИ ЛУЧШЕ ДЕРУТСЯ? Интересную особенность, связанную с лево- или праворукостью людей, обнаружили белорусские исследователи. Изучая скорость двигательных реакций у 400 добровольцев, среди которых было поровну левшей и правшей, ученые к своему собственному удивлению установили, что вопреки устоявшемуся мнению у левшей «резвее» правая рука, а у правшей — левая. Кроме того, левши быстрее соображают, а потому в драке их шансы выше.

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

«Небесный» поезд Поднебесной

С виду это самый обычный поезд: тепловоз ведет за собой 15 вагонов, в которых размещаются около 800 пассажиров. Расстояние в 4064 км от Пекина до Лхасы он одолевает за 48 часов со средней скоростью чуть более 80 км/ч.

Однако нигде больше в мире поезд не забирается выше облаков, достигая в конце пути «Крыши мира» — так местные жители называют Цинхай-Тибетское нагорье, расположенное на высоте около 4000 м над уровнем моря.

Главная, пожалуй, сложность, которую пришлось преодолеть строителям трассы стоимостью 33 млрд. юаней (4 млрд. долларов США), — это вечная мерзлота. Участок Голмуд — Лхаса является не только самой высокогорной в мире железнодорожной трассой, но и имеет самый большой участок протяженностью 550 км, проходящий в зоне вечной мерзлоты.

Вокзал в Лхасе выглядит очень современно.

Высокогорная трасса проходит по живописнейшим местам.

Чтобы железнодорожная колея не вспучивалась при оттаивании грунта летом, на 111-километровом участке она проходит сплошь по насыпи, состоящей из бутовых камней, прикрытых сверху слоем земли и песка. Такая конструкция позволяет отводить тепло от полотна зимой и охлаждать его летом. Кроме того, у насыпи на ряде участков в землю вкопаны железные столбы высотой 2 м и диаметром около 15 см. Они представляют собой тепловые колонки, выводящие тепло из-под земли.

Высокогорье пришлось учитывать и в конструкции локомотива. Его дизель-генераторы рассчитаны на работу в условиях разреженной атмосферы, а в кабине машинистов, кроме всего прочего, имеются и кислородные маски, подобные тем, что надевают во время полетов пилоты. Такие же маски по желанию могут быть выданы и каждому из пассажиров. Если человек начинает чувствовать приступ горной болезни, от которой сильно болит голова, порция кислорода — лучшее лекарство.

По материалам журнала «Китай»

НАД ЧЕМ РАБОТАЮТ УЧЕНЫЕ

Секреты озера Восток

…Когда в декабре 1957 года советские полярники под руководством Алексея Трешникова открывали антарктическую станцию «Восток», они, наверное, и представить себе не могли, сколь удачно выбрано для нее место. Ведь тогда никто и не догадывался о существовании под ледовым щитом Антарктиды озер, которые могут пролить свет на тайну зарождения жизни на Земле.

Сегодня российские ученые в сотрудничестве с зарубежными коллегами близки к тому, чтобы заполучить в свое распоряжение образцы живых организмов, существовавших на Земле около 20 млн. лет назад.

Первые предположения о существовании озер под ледяным щитом Антарктиды полвека назад сделали летчики полярной авиации. Совершая полеты над вечными льдами, они заметили большие участки ровной поверхности льда, которая могла образоваться лишь на водяной глади. Однако в то время на доклады пилотов не обратили особого внимания.

Схема примерного распределения ледовых и водных слоев в районе станции «Восток».

Затем к той же мысли, что внизу, подо льдом, может быть вода, пришел известный российский гляциолог, специалист по льдам, ныне член-корреспондент РАН Игорь Зотиков. Он построил свою теорию, опираясь на законы термодинамики, которые говорят, что при повышении давления температура плавления льда значительно снижается. Ученый рассчитал, что при толщине льда 4 км лед может плавиться уже при температуре -4 °C. А с учетом того, что даже жуткие морозы Антарктиды не могут проникнуть сквозь такую толщу, последовало заключение, что на нижней кромке ледового щита происходит постоянный процесс таяния. Талая вода скапливается в неровностях коренного ложа материка и образует подледные озера.