Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №757

Экспериментаторы пока затрудняются объяснить, как именно очищается нужный участок памяти. Предположительно фермент ослабляет ряд нейронных связей при попытке вызвать ассоциированное с ними воспоминание. Исследователи честно предупреждают, что механизм "чистки" в том виде, в каком его испытывали на мышах, к человеку неприменим, поскольку требует вторжения в генетический код, а также из-за более сложного устройства головного мозга человека. Тем не менее полученный результат безусловно ценен для науки, так как проливает свет на принципы функционирования памяти у живых существ. И не исключено, что в один прекрасный день в аптеках появятся пилюли, помогающие навсегда избавиться от неприятных воспоминаний. Например, жертвам катастроф, пережившим сильнейшее потрясение, такое лекарство могло бы заметно облегчить жизнь. ЕЗ

Оригинальную технологию, обещающую продлить жизнь традиционной фотолитографии, предложили ученые из Калифорнийского университета в Беркли. Помимо изготовления чипов, ее можно использовать для записи информации с плотностью на порядок большей, чем у современных винчестеров.

Как известно, главным препятствием на пути дальнейшей миниатюризации компьютерных чипов является дифракционный предел, мешающий сфокусировать свет в пятнышко меньше половины длины волны. Он и определяет возможности технологического процесса, ограниченные сегодня 35 нанометрами. Ученые давно научились обходить дифракционный предел, используя так называемые нераспространяющиеся электромагнитные волны, быстро затухающие на расстоянии меньше длины волны от конца световода, плазмонного аналога оптической линзы или другого устройства, позволяющего их сфокусировать. Таким устройством может служить даже несколько щелей специальной формы в тонком слое хорошего проводника.

Но как поместить маску для нераспространяющихся волн всего в нескольких нанометрах от кремниевой пластины с фоторезистом, диаметр которой 20–30 см? Разумеется, это практически невозможно. Зато в современных винчестерах хорошо отработана технология головок, парящих на высоте нескольких десятков нанометров над быстро крутящимся диском. Ученые из Беркли решили объединить и усовершенствовать два этих подхода.

В качестве линз для нераспространяющихся волн были выбраны плазмонные линзы из нескольких концентрических кругов на тонком слое серебра с отверстием посередине. Массив из шестнадцати таких линз закрепили на конце устройства, напоминающего коромысло винчестера, и фокусировали на них луч ультрафиолета. В первых экспериментах скорость поверхности диска под головкой достигала 12 м/с, а сама головка парила на высоте 20 нм над его поверхностью и рисовала штрихи толщиной 80 нм. Это делает метод эффективнее альтернативных технологий вроде литографии электронным или ионным пучком. К тому же ничто не мешает, уверены изобретатели, достигнуть разрешения 5–10 нм, довести число параллельно работающих линз до нескольких тысяч и повысить скорость вращения диска.

Разумеется, придется подождать, пока такой "фотовинчестер" распишет поверхность вращающейся кремниевой пластины рисунком для травления очередного слоя чипа. Засветить все сразу гораздо быстрее. Но и цена оборудования на базе новой технологии, из-за сравнительно скромных требований к оптике, обещает быть гораздо меньше, чем у современной машины для фотолитографии. А удовольствие это не из дешевых: примерно 20 млн. долларов за технику и еще около миллиона за комплект масок для каждого нового чипа. ГА

Оригинальный метод измерения спин-поляризованного тока предложили французские физики из Университета Луи Пастера в Страсбурге. Сравнительно простой и удобный способ, основанный на эффекте Доплера, будет полезен не только в спинтронике, но и при разработке разнообразных магнитных устройств.

Несмотря на бурный расцвет спинтроники, в этой области еще много белых пятен. Даже измерение спин-поляризованного тока, в котором электроны имеют ту или иную преимущественную ориентацию спина, представляет серьезную проблему. Сегодня это делается весьма неудобными и дорогостоящими способами.

Идея нового метода сродни принципу работы ручных доплеровских радаров, с помощью которых измеряется скорость автотранспорта. Этот эффект можно наблюдать по нарастающей высоте гула движущейся навстречу машины. По мере ее приближения каждый следующий гребень звуковой волны достигает наших ушей быстрее, что эквивалентно повышению частоты звука. Тот же механизм, но в радиодиапазоне использует и радар, регистрирующий изменение частоты отраженных автомобилем радиоволн.

Оказывается, схожим методом можно измерять и величину тока. Ученые разместили две антенны по обе стороны тонкой (2 мкм) ленты пермаллоя (магнитного сплава железа и никеля). Высокочастотный радиосигнал, подаваемый на одну из антенн, возбуждал в пермаллое спиновые волны длиной 800 нм, которые принимались второй антенной. Если по образцу пропустить спин-поляризованный ток, он увлекает спиновые волны с собой и повышает частоту принимаемого сигнала. А уже по зарегистрированному сдвигу частоты можно без труда вычислить величину тока.

Специалисты высоко оценили перспективы и простоту нового метода. Помимо измерения тока он может помочь в решении многих важных проблем. Например, увеличивая частоту сигнала и уменьшая длину спиновой волны, можно "прощупать" квантовые эффекты взаимодействия спинов электронов с локальными изменениями намагниченности образцов. А без детального понимания магнитных свойств материалов сегодня уже невозможно ни совершенствование винчестеров, ни развитие новых магнитных запоминающих устройств, сулящих повышение емкости и скорости работы с данными. ГА

К неожиданным выводам пришла команда британских и американских астрофизиков, координируемая из Кардиффского университета. Оказывается, галактики устроены гораздо проще, чем считалось, и все их свойства определяются одним-единственным параметром, например массой. Эти выводы противоречат доминирующей сегодня иерархической теории формирования галактик и ставят под сомнение факт существования темной материи.

Холодная темная материя, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, а проявляет себя лишь в гравитации, нужна астрофизикам не только для того, чтобы объяснить вращение звезд в галактиках и вращение самих галактик в их кластерах. Без нее сегодня не может обойтись ни одна теория образования галактик. По расчетам, электромагнитное излучение после Большого взрыва было так велико, что просто растолкало бы обычную, участвующую в электромагнитном взаимодействии материю в разные стороны, и та не успела бы собраться в облака и галактики. Только не подверженная давлению излучения темная материя могла сначала спонтанно образовать сгустки за счет гравитационного притяжения, которые потом притянули обычное вещество, постепенно сформировав звезды в видимой нам части Вселенной.

Но в столь сложном многоэтапном процессе галактики рожлдаллись бы самые разные, и их параметры, такие как масса, ярлкость и скорость вращения должны были принимать непредсказуемые значения. Однако астрономы давно заметили, что, несмотря на огромное разнообразие галактик, эти параметры взаимосвязаны и, зная, например, массу галактики нетрудно предсказать ее яркость.

В новом исследовании ученые с помощью австралийского радиотелескопа Parkes и расположенного в горах штата Нью-Мексико оптического телескопа Sloan Digital Sky Survey изучили две сотни галактик. Для них были независимо измерены шесть свойств: размеры по 50 и 90 процентам светимости, яркость, цвет по четырем длинам волн, масса нейтрального водорода в галактике и динамическая масса с учетом темной материи. После статистического анализа этих данных выяснилось, что все свойства взаимосвязаны друг с другом, то есть определяются лишь одним независимым параметром, в качестве которого можно выбрать любой из шести, например массу. А значит, и процесс формирования разных галактик должен быть примерно одинаковым и довольно простым.

Эти выводы плохо вписываются в сложную иерархическую теорию образования галактик, в их замысловатую динамику с центральной массивной черной дырой и гало из темной материи, запутанную эволюцию звезд, взрывы сверхновых и непростое взаимодействие галактик со своим окружением. Все это, по идее, должно заметно влиять на жизнь галактик и вносить в их свойства разнообразие. А его-то, оказывается, и нет.

Авторы работы предвидят острую критику коллег. Только дальнейшие тщательные наблюдения и построенная на их основе теория, способная заменить существующие, заставит ученых пересмотреть свои взгляды. ГА