Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 39 от 24 октября 2006 года

Унуноктий-294 получается в результате слияния ядер изотопов калифорния-249 и кальция-48 с последующим «испарением» трех нейтронов. 98 протонов калифорния и 20 кальция в сумме как раз и дают нужные 118 протонов. Унуноктий должен быть инертным газом как радон, однако при таких его количествах изучить химические и физические свойства нового элемента пока не представляется возможным.

Авторы считают, что исследования свойств ядер сверхтяжелых элементов дают важную информацию для отбора правильных теоретических моделей атомного ядра. В частности, результаты экспериментов хорошо согласуются с моделями ядра, которые предсказывают существование «островов стабильности» среди трансурановых элементов, большинство из которых очень быстро распадается. ГА

В престижном научном журнале Nature опубликованы две статьи, поставившие в тупик многих специалистов. Авторы статей утверждают, что им впервые удалось наблюдать странное состояние вещества — квантовый конденсат Бозе-Эйнштейна в твердом теле и при удивительно высоких температурах — вплоть до комнатной. Однако в напечатанном в том же номере кратком обзоре, которые традиционно сопровождают в Nature статьи с важными научными результатами, были выражены обоснованные сомнения в корректности утверждений авторов. Или, утверждают оппоненты, следует расширить само понятие квантового конденсата. Но, во всяком случае, уже ясно, что эти результаты могут иметь самые серьезные последствия, в том числе и для компьютерных технологий. Так что и нам будет полезно разобраться, что же так озадачило специалистов.

До настоящего времени ученые хорошо понимали, что такое конденсат Бозе-Эйнштейна. Это специфическая фаза вещества, в которой все частицы с целым спином (бозоны) принимают одно и то же квантовое состояние с наименьшей энергией. Это состояние было теоретически предсказано индийским физиком Шатьендранатом Бозе и Альбертом Эйнштейном еще в 1924 году. Тем не менее прошло больше семидесяти лет, прежде чем физики научились охлаждать атомы разреженного газа рубидия и натрия до температуры настолько близкой к абсолютному нулю, чтобы значительная их часть перестала двигаться и сконденсировалась не в обычную жидкость, а в квантовый конденсат. В квантовом конденсате атомы ведут себя когерентно, то есть согласованно, как одна гигантская частица, подобно фотонам в лазере. За это достижение американцам Корнеллу, Кеттерле и Виману в 2001 году была вручена Нобелевская премия по физике.

Однако гораздо раньше удивительные свойства конденсата Бозе-Эйнштейна — сверхтекучесть и сверхпроводимость — наблюдались не в сравнительно простом разреженном газе, а в сложных системах сильно взаимодействующих друг с другом частиц. При сверхтекучести часть атомов гелия, а при сверхпроводимости часть объединившихся в пары электронов конденсируются в квантовое состояние с наименьшей энергией. Их согласованное поведение приводит к тому, что в жидкости полностью исчезает вязкость, а в сверхпроводнике — электрическое сопротивление. Вот почему квантовый конденсат так важен для практических приложений. Ведь если бы сверхпроводимость удалось получить при нормальной температуре, как много дефицитной энергии удалось бы сэкономить. Не говоря уже о разнообразных компьютерных приложениях.

К сожалению, для получения квантового конденсата вещество приходится сильно охлаждать, дабы квантовые эффекты стали доминировать над тепловым шумом и частицы могли вести себя согласованно. Для тяжелых атомов рубидия критическая температура составляет всего лишь 200 наноградусов выше абсолютного нуля, а сверхпроводимость более легких электронов наблюдается в лучшем случае при температуре порядка сотни градусов Кельвина. И это подсказывает путь получения квантового конденсата при сравнительно высоких температурах. Его пока удалось пройти двум независимым группам исследователей, которые получили квантовый конденсат различных квазичастиц в твердом теле.

Первой международной группе ученых, координируемой из Федеральной политехнической школы Лозанны, Швейцария, удалось получить квантовый конденсат из поляритонов в полупроводнике. Поляритоны — это сложные квазичастицы, состоящие наполовину из света, наполовину из вещества. Они возникают, когда экситон, то есть похожая на атом пара электрон-дырка, объединяется с фотоном. Ученым удалось получить достаточную концентрацию поляритонов в микрорезонаторе с квантовыми колодцами из кадмия-теллура и кадмия-магния-теллура. Для этого полупроводник возбуждали светом лазера. При температуре 19 градусов Кельвина наблюдались признаки спонтанного фазового перехода поляритонов в одно квантовое состояние с наименьшей энергией. Исследователи считают, что образование такого конденсата возможно и в других полупроводниках и при значительно более высоких температурах, поскольку эффективная масса поляритонов в десять тысяч раз меньше, чем у сверхпроводящих электронов.

Другой научной группе, координируемой из Института прикладной физики Университета Мюнстера, Германия, удалось получить конденсат из квазичастиц магнонов в пленке иттрий-железистого граната. Магноном называют квант коллективного, похожего на волну возбуждения магнитных состояний атомов материала (подобно тому, как фотон — это квант возбуждения электромагнитного поля). Магноны в пленке возбуждались с помощью микроволнового излучения при комнатной температуре. Когда накачка превышала некоторый порог, наблюдались признаки квантовой конденсации магнонов.

Однако у оппонентов есть к авторам немало вопросов. Можно ли называть новые когерентные состояния квазичастиц конденсатом Бозе-Эйнштейна или для них следует придумать новый термин? Ведь они существенно отличаются от уже привычного квантового конденсата атомов. Число квазичастиц не сохраняется, а время их жизни зачастую очень мало. Например, поляритоны существуют лишь несколько пикосекунд и наполовину состоят из света. Авторы возражают, что за время своей жизни квазичастицы успевают много раз взаимодействовать друг с другом и вопрос лишь в масштабах времени. А куперовские пары сверхпроводящих электронов тоже скорее квазичастицы, однако их уже давно называют конденсатом Бозе-Эйнштейна.

Но пока ученые мужи спорят о терминологии и о тонкостях поведения различных сложных систем, уже ясно, что практические последствия открытия новых когерентных состояний квазичастиц, существующих при нормальных температурах, могут быть сравнимы с последствиями изобретения лазера. ГА

В начале октября в Москве прошла юбилейная, пятая по счету конференция ISDEF’2006 (Independent Software Developers Forum). В отеле Holiday Inn Moscow Sokolniki собралось более полутысячи человек из девятнадцати стран. Основной контингент участников — независимые разработчики программного обеспечения и те, кто заинтересован в сотрудничестве с ними.

Авторитет форума, а равно и количество участников растет с каждым годом. Встречаются на ISDEF в большинстве своем образованные и деловые люди, чей возраст редко превышает 35 лет. Им есть чему поучиться друг у друга. Интересные разговоры завязываются быстро, а обмен визитками запросто может привести к появлению новых совместных проектов.

ISDEF’2006 давно вышел за рамки узкопрофессионального мероприятия для программистов. В этом году программа состояла из шестидесяти докладов, прочитанных на пяти секциях, самыми крупными из которых оказались маркетинговая и инвестиционная. Как и в прошлом году, большое внимание привлекла секция, посвященная финансовым и юридическим вопросам. Немаловажны и личности докладчиков. Например, ключевое выступление на маркетинговой секции сделал один из гуру российского маркетинга Игорь Манн. Специально, чтобы прочитать доклад, приехал главный технологический «евангелист» Microsoft Санджай Партасараси. Выступая без слайдов, он двадцать минут удерживал внимание публики, а потом еще сорок отвечал на многочисленные вопросы. Да и приветственное слово Олега Бяхова, начальника департамента Мининформсвязи России, было не дежурным, а проблемным: по крайней мере, это министерство всерьез рассматривает российский рынок разработки ПО как фактор отечественной экономики. По признанию Феликса Мучника, председателя правления ISDEF, в этом году проводился суровый отбор докладов, заявки на которые многократно превышали возможности конференции. Порой даже спонсорам приходилось отказывать.

Юбилей — хороший повод вспомнить историю форума и подвести некоторые итоги. Первая конференция прошла в 2002 году, но на самом деле корнями она уходит к неформальным встречам российских авторов shareware-программ, с 1998 года регулярно проводившимся на ВВЦ во время выставки Softool. Сейчас трудно представить, что некоторое время авторы успешно поставлявшихся на мировой рынок полезных программ не знали о существовании друг друга. Большую роль в консолидации сообщества «шароварщиков» сыграла «Компьютерра»: в 1998 году вышла статья Александра Каталова, одного из корифеев русского shareware, и две темы номера, подготовленные редактором Игорем Гордиенко (увы, в этом году его не стало).