Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №720

Из-за врожденного дефекта берцовых костей Оскару Писториусу (Oscar Pistorius) ампутировали ноги до колен, когда ему не было и года, так что поначалу будущий чемпион и не помышлял о занятиях легкой атлетикой. Все изменилось с появлением в его жизни протезов на базе углеродного волокна, напоминающих острые крючья и подаривших Оскару прозвище Blade Runner ("Бегущий по лезвию бритвы"). Начав систематические тренировки на этих "квазиконечностях", подающий надежды спринтер побил мировые рекорды в беге среди инвалидов на дистанциях 100, 200 и 400 метров. С тех пор, как на афинских Параолимпийских играх 2004 года Писториус завоевал "золото" в беге на 200 метров и "бронзу" на стометровке, его единственной мечтой стало покорение пьедестала большой Олимпиады наряду с обычными спортсменами. Вдохновленный результатами нескольких соревнований (одно из которых принесло ему серебряную медаль), 21-летний Оскар подал заявку на участие в грядущей Пекинской олимпиаде.

Впрочем, для начала потенциальному олимпийцу предстояло сразиться с нанятой IAAF командой исследователей из спортивного университета в Кельне, которые должны были ответить на вопрос о законности участия в обычной гонке "углеродистоволоконного" бегуна. Сделать это оказалось непросто: на протяжении нескольких недель специалисты тщательно экзаменовали моторику движений Оскара, используя видеокамеры, трехмерные сканеры, а также "умное" покрытие, точнейшим образом фиксирующее отдачу во время прыжка. Как показали замеры, благодаря пружинящей структуре искусственных "ног" Оскара, его энергозатраты во время бега на четверть ниже, чем у обычных спортсменов, а объем работы, выполняемой суставом его "стопы", втрое выше! Такой протез, заключили эксперты, дает бегуну слишком большое преимущество, так что олимпийские лавры Писториусу отныне не светят.

Олимпийское фиаско Оскара вызвало неоднозначную реакцию в спортивном мире. Разгневанные петиции его собратьев по несчастью, разглядевших в решении МОК дискриминацию инвалидов, были встречены поистине с "олимпийским" спокойствием - в ответном письме сообщалось, что олимпийская хартия "запрещает вовсе не протезы, а технические усовершенствования". В свою очередь, большинство легкоатлетов восприняло это известие с облегчением: как знать, не стало бы признание южноафриканского спортсмена полноправным участником соревнований первым шагом к превращению Олимпиад в соревнования киборгов? Что ни говори, а цена медалей в спортивном мире ныне такова, что за возможность вырваться вперед некоторые бегуны не раздумывая пожертвовали бы своими белковыми конечностями.

Впрочем, шансы помериться силами со своими коллегами у Писториуса остаются. Так, несмотря на приговор чинов из легкоатлетической федерации, о готовности выйти на старт вместе с Blade Runner’ом заявил нынешний мировой рекордсмен в беге на 100 и 200 метров Тайсон Гэй (Tyson Gay). Как предусмотрительно заметил великодушный чемпион, независимо от результата этой исторической схватки, она станет мощной мотивацией к занятиям спортом для многих инвалидов, поставивших крест на "королеве спорта". ДК

Современные ноутбуки могут продержаться на батареях в среднем три-четыре часа, что сильно ограничивает пространство для маневра тем пользователям, которым компьютер нужен в течение всего рабочего дня, а доступа к электросети нет. Возможно, благодаря открытию, сделанному командой ученых из Стэнфордского университета, эта проблема вскоре станет достоянием истории.

В отличие от многих компаний и научных организаций, рассматривающих в качестве альтернативы аккумуляторам топливные элементы, исследователи из Стэнфорда под руководством доцента И Цуя (Yi Cui) решили улучшить характеристики широко распространенных литий-ионных батарей. В современных аккумуляторах этого типа анод обычно изготавливается из графита, далеко не чемпиона по части накопления ионов лития и, соответственно, хранения заряда.

Гораздо большей емкостью могли бы обладать батареи с кремниевыми анодами. Но тут есть серьезное препятствие. Аноды из кремния в процессе накопления и отдачи заряда циклически увеличиваются и уменьшаются в объеме, что приводит к деградации их структуры и быстрому выходу батареи из строя. Ученые уже многие годы не могут найти выход из тупика и потому совершенствуют графитовые аноды (есть и альтернативные решения, но они не дают особого выигрыша в емкости). Команда Цуя же заявляет, что смогла решить проблему.

Предложенная технология сводится к применению анодов на основе кремниевых нанонитей. Насыщаясь ионами лития, нити "разбухают", однако при этом их структура не деградирует. Лес тончайших нанопроволок, по заявлению исследователей, способен обеспечивать в несколько раз более высокую емкость батареи по сравнению с обычными графитовыми анодами (а при оптимизации материала катода разница может составить целый порядок величины).

Цуй уже подал заявку на патент и планирует создать новую компанию или заключить соглашение о коммерциализации технологии с крупным производителем аккумуляторов. По словам изобретателя, серьезных препятствий для вывода новой методики на рынок нет, так что массовое производство сверхъемких батарей может быть налажено в течение нескольких лет. Остается лишь надеяться, что предложенная технология действительно найдет практическое применение и не пополнит список "несбывшихся надежд". ВГ

Японская корпорация Matsushita Electric Industrial, больше известная под торговой маркой Panasonic, обещает с конца апреля начать продажу новых щелочных батареек EVOLTA типоразмера AA, емкость которых в 1,3–2 раза больше, чем у обычных.

По сравнению с другими щелочными элементами повышенной емкости от Duracell и Energizer емкость новой батарейки больше примерно на 20%. Рекорд был зафиксирован в результате специальных испытаний, проведенных под эгидой Международной электротехнической комиссии для Книги рекордов Гиннеса. Кроме повышенной емкости, которая сохраняется в широком диапазоне токов нагрузки, EVOLTA может храниться вдвое больше, до десяти лет.

Рекордная емкость была достигнута с помощью целого ряда ухищрений. Толщина корпуса батарейки уменьшена на 17%, чтобы увеличить объем активных материалов, а утолщение герметизирующих прокладок позволило сохранить прочность конструкции.

К материалу анода - графиту и диоксиду марганца - добавлен оксигидроксид титана TiO(OH)2. Это вещество распространило зону протекания химических реакций вглубь частичек диоксида марганца, что заметно повысило емкость. Одновременно была увеличена площадь поверхности частичек цинка катода и применен новый ингибитор коррозии цинка, который снижает влияние примесей. Кроме того, возросла однородность и плотность рабочей смеси за счет применения гранул почти одинакового диаметра и увеличения количества электролита. Это позволило добиться более однородной дегазации батареи и лучшего протекания химических реакций.

Компания планирует сделать батарейки EVOLTA своим основным продуктом на этом рынке и сильно потеснить конкурентов. В Японии новые батарейки будут продаваться примерно на 15% дороже обычных, цены в других странах мира пока не определены. ГА

Первый результат грандиозного проекта LIGO по прямой регистрации гравитационных волн оказался отрицательным. Зафиксированная в феврале прошлого года мощная короткая вспышка гамма-излучения в созвездии Андромеды, которая могла быть вызвана столкновением нейтронных звезд или черных дыр, не была обнаружена лучшей гравитационной обсерваторией.

Существование гравитационных волн - слабых волнообразных искривлений пространства-времени - предсказывает общая теория относительности, развитая Альбертом Эйнштейном в 1916 году. В этой теории действие гравитации эквивалентно искривлению пространства-времени, а гравитационные волны порождает любая масса, движущаяся с ускорением. Гравитационные волны слабы, и, чтобы заметно взволновать пространство, нужны большие массы и ускорения. Они возникают в космических катастрофах вроде взрывов сверхновых или столкновениях/слияниях звезд или черных дыр. Быстро вращающиеся компактные двойные системы (обычная звезда в паре с нейтронной звездой или черной дырой) тоже могут порождать заметные гравитационные волны. Замедление скорости вращения таких пар из-за потери энергии на гравитационное излучение и считается основным косвенным доказательством существования гравитационных волн и справедливости общей теории относительности.

Однако сами гравитационные волны до сих пор зарегистрированы не были. Для их обнаружения построили несколько обсерваторий, самая большая из которых - LIGO - обошлась почти в полмиллиарда долларов. Она начала разрабатываться еще в 1990-х и достигла проектной чувствительности к 2005 году. LIGO состоит из двух гигантских L-образных лазерных интерферометров с плечами длиною по четыре километра, построенных в трех тысячах километрах друг от друга. Один из них расположен близ Ливингстона, штат Луизиана, а дугой неподалеку от Ричланда, штат Вашингтон. Тщательно изолированные от сейсмических колебаний интерферометры способны зарегистрировать относительные изменения длины своих плеч с точностью до 21 знака после запятой. Большое расстояние между приборами позволяет статистически исключить остатки сейсмических колебаний и определить направление на источник гравитационной волны.