Журнал «Компьютерра» № 11 от 20 марта 2007 года

Меж тем Ventria Bioscience добивается согласия Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) на добавление своих белков в йогурт. ИП

Казалось бы, что может быть проще зеркала. Взять кусок хорошо полированного чистого металла или металлической пленки, и зеркало готово. Однако самое лучшее серебряное зеркало поглощает около двух процентов света. А если металл нужно нанести на поверхность полупроводника, например, в лазерном светодиоде, то дела обстоят еще хуже, не говоря уже о проблемах с совместимостью атомных решеток.

Поэтому самые лучшие зеркала, способные отражать три (99,9%), а то и пять-шесть «девяток» падающего излучения, изготавливают из нескольких чередующихся тонких слоев материалов с разным показателем преломления. Толщину слоев, порядка четверти длины волны излучения, подбирают так, чтобы падающие электромагнитные волны, частично отражаясь от границ раздела материалов и интерферируя, гасили друг друга. Чтобы добиться хороших результатов в нужной области спектра и для заданного диапазона углов падения, слоев нужно много (до сотни). В результате зеркало получается толстым и сложным в изготовлении.

Если в большинстве приложений с толщиной зеркала можно смириться, то в современных полупроводниковых технологиях каждый лишний микрон в геометрии устройства или дополнительная технологическая операция выливаются в значительные расходы. А без зеркал не обойтись в оптических резонаторах лазерных диодов, работающих сегодня везде — от оптических мышей, DVD-плееров и лазерных принтеров до сетей передачи данных.

Решение этой проблемы недавно отыскали в Калифорнийском университете в Беркли. Там удалось придумать замену обычному многослойному пятимикронному зеркалу для лазерных диодов из арсенида алюминия галлия, чередующегося с арсенидом галлия. Теперь вместо него 99,9% света отражает единственная пара слоев, один из которых — тот же арсенид алюминия галлия, а роль второго играет воздух. Эта пара в двадцать раз тоньше и гораздо дешевле при производстве. Хитрость в том, что поверхность арсенида алюминия галлия уже не гладкая, а испещрена параллельными бороздками глубиной 230 нм. Хорошему отражению способствует большая разница в показателях преломления воздуха (1,0) и арсенида алюминия галлия (3,0). Впрочем, при необходимости воздух нетрудно заменить любым другим материалом со сравнительно небольшим показателем преломления, вроде диоксида кремния. Размеры бороздок в новом устройстве гораздо меньше длины волны и не мешают гасящей интерференции. В то же время бороздки «размывают» границу, обеспечивая нужный диапазон отражения.

Новые зеркала значительно удешевят производство полупроводниковых лазеров, особенно поверхностно-излучающих с вертикальным резонатором (VCSEL). Авторы надеются, что благодаря малому весу новые зеркала будут востребованы в быстродействующих микромеханических оптических переключателях и других устройствах бурно растущей фотоники. А поскольку подобные зеркала нетрудно напечатать почти на любой поверхности, их применения можно ожидать и в гибких органических дисплеях и в массе других устройств бытовой электроники. ГА

«Видала я котов без улыбки, но улыбки без кота…» — говаривала в подобных случаях Алиса. Впрочем, в наш век небольшой уголок Страны Чудес может себе нарисовать любой желающий, овладевший простыми навыками работы в графическом редакторе. Не чуждо это, порой, и вполне серьезным людям, занимающимся наукой, чему доказательством послужит представленная недавно публике фотография Сатурна.

Глядя на изображение, обмануться можно как минимум трижды. Начать хотя бы с того, что на фото не очень-то разглядишь саму планету. Астрономы посчитали, что «кот», в данном случае, не уместен, и сосредоточили внимание зрителя на «улыбке». От планеты-гиганта осталась только тень, делающая невидимой часть кольца. Надо сказать, дорисовывать кольцо на Земле не стали именно потому, что это был бы чистой воды вымысел: одно дело укрыть, то, что есть, и совсем другое — выдавать отсутствующее за реальность.

Также заблуждением было бы считать, что зонд Cassini видел хотя бы одной из своих камер Сатурн в таком ракурсе. Планета для этого слишком велика, а потому аппарату потребовалось отдельно снять девять частей мозаики, чтобы потом ученым можно было воссоздать общий вид. Точнее, снимков было 27, и связано это с третьим ложным впечатлением. Изображение представлено в естественных цветах, в которых, на самом деле, не видит ни один космический аппарат. Cassini не является исключением, и его широкоугольной камере пришлось сделать по три снимка каждого из девяти фрагментов через красный, зеленый и синий фильтры, а уж создание полноцветной картинки после этого стало делом техники.

На всю съемку ушло примерно 45 минут, и теперь мы можем представить, как выглядела бы кольцевая система Сатурна без самой планеты с расстояния в 1,6 млн. километров. Во время этой фотосессии Cassini достиг максимальной за всю миссию широты, ненадолго зависнув над 60-м градусом планеты. Разрешение изображения составляет 90 км на пиксель, что позволяет увидеть на полноразмерном варианте в виде точек даже три малых спутника Сатурна. Чтобы не печатать фотографию на весь разворот, этими деталями мы решили пожертвовать, внеся и свою лепту в обман читателя. АБ

Одним из стратегических запасов любой цивилизации является семенной фонд. Например, успехи советской генетики и селекции в 1930-е годы были в большой мере связаны с уникальной коллекцией семян культурных растений, собранных под руководством Н. И. Вавилова. Классическим примером научного героизма стали судьбы селекционеров, умиравших во время блокады Ленинграда возле запасов зерна.

Как бы там ни было, семенные коллекции нуждаются в постоянной заботе. Насколько безопасно они хранятся сегодня? По всему миру разбросано несколько сот хранилищ семян, существенно отличающихся по условиям своей работы. Всемирный фонд разнообразия сельскохозяйственных культур решил, что уровень безопасности в сохранении таких запасов недостаточен. Чтобы его повысить, на острове Шпицберген, расположенном менее чем в тысяче километров от Северного полюса, строится уникальное хранилище. Тоннель длиной 120 м ведет к закромам, скрытым в толще вечной мерзлоты. Несмотря на глобальное потепление, лет на двести хранилище застраховано от размораживания, даже если электропитание его холодильных установок будет прекращено. Расположен уникальный объект достаточно высоко над уровнем моря, и даже таяние всех ледовых запасов планеты не будет угрожать ему затоплением. Наконец, защиту семян, которые поместят в это чудо инженерной мысли, будут обеспечивать не только стены из армированного бетона, системы видеонаблюдения и сверхкрепкие ворота, но и многочисленные на Шпицбергене белые медведи. Впрочем, с последними не очень понятно: они ведь должны угрожать не только гипотетическим грабителям, но и вполне реальным строителям? Наверное, медведи — более «страшилка», чем реальная защита…

От чего же должно защищать суперхранилище (уже прозванное «банком Армагеддона»)? От ядерной войны. От столкновения с астероидом. От плохой организации сельского хозяйства. Как вы думаете, как соотносятся эти опасности?

Увы, никакая вечная мерзлота не обеспечит сохранность семян на протяжении веков. Некоторые виды сельхозкультур нуждаются в обязательном пересевании каждые 10—20 лет, иначе семена утратят всхожесть. Увы, даже те, которые не ухудшают свои качества в силу физиологических причин, не могут храниться вечно: предел их жизнеспособности положит хотя бы радиационный фон. Естественное облучение, десятилетиями действующее на покоящиеся семена, эквивалентно по своему эффекту серьезной однократной дозе облучения. Не помешает ли ядерная война, столкновение с астероидом и бездарная организация сельского хозяйства пересеванию семян, без которого теряют смысл уникальные капиталовложения? Время покажет. ДШ