Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2012 № 10

Создание робофермы в префектуре Мияги ведется в рамках программы Dream Project, финансируемой японским государством. В ней принимают участие и ведущие японские технологические компании, такие как Panasonic, Hitachi, Fujitsu, NEC и Sharp.

При этом поля в первые годы будут засевать особо подобранными растениями, которые, кроме прочего, начнут вытягивать из почвы радиоактивные элементы. Растения после уборки будут сжигать, а полученная зола станет сырьем для получения радиоактивных изотопов, которые затем используют в технике и медицине.

Глядя на достижения японцев, специалисты США — профессор Дэвид Доерхут из Калифорнии вместе с группой сотрудников — собираются в ближайшем будущем выпустить на поля автономных роботов типа Prospero.

«Роботы Prospero являются прототипом будущего большого автоматизированного организма, — рассказал Дэвид Доерхут. — В настоящее время в нашем распоряжении имеется группа из полдюжины шестиногих паукообразных роботов, способных обмениваться информацией и с максимальной эффективностью выполнять поставленную задачу, используя технологии «роя» и программное обеспечение, основанное на алгоритмах теории игр…»

Роботы общаются между собой, используя инфракрасную беспроводную связь, и помечают места посадки семян или саженцев специальными маркерами. Благодаря этому система справляется с процессом посадки максимально быстро и учитывает особенности местности, включая и состав почвы. При этом, наряду с GPS-навигацией Доерхут и его команда используют для ориентации роботов специальные лазерные маркеры, которые ограничивают роботам поле их деятельности.

«Роботы-фермеры могут работать круглосуточно, они способны содержать сельскохозяйственные угодья в идеальном состоянии, борясь с сорняками и вредителями без химикатов, — говорит Доерхут. — Кроме того, разработанная технология наверняка пригодится для поселений людей на Луне и Марсе…»

СОЗДАНО В РОССИИ

Победитель пламени

Вещество, которое сможет победить огонь, Виктор Ким разработал вместе с учеными из Новосибирского института органики и Института прикладной химии Санкт-Петербурга. Чтобы воплотить идею в жизнь, понадобилось несколько лет. Раствор, внешне похожий на воду, не имеет ни цвета, ни запаха, да и разливается в пластиковые многолитровые бутылки, как для кулеров. Побрызгаешь этой водицей вещь — и считай, что сберег ее от пожара.

— И до этого ученые изобретали огнезащитные составы, но они не были универсальны, — рассказал изобретатель журналистам. — Был, например, один состав для натуральной ткани, другой состав — для искусственной, третий — для обработки древесины… А мы создали вещество, которым можно обработать абсолютно любую ткань, любую поверхность — и она не будет гореть.

Ученые не раскрывают состава чудодейственной жидкости, поскольку патентование не завершено, но уверены, что их разработка способна спасти тысячи жизней. Если лесной пожар подступит к какому-нибудь городу или деревне, достаточно облить жидкостью из брандспойта границы населенного пункта — и стихия не пройдет.

— В фильме «Вий» Фома чертит вокруг себя мелом круг, и нечисть не может через эту невидимую стену пробиться, — продолжал рассказ Ким. — Так же с нашим веществом — если им начертить круг на траве, то внутрь этого круга огонь не войдет. Для оперативного локального тушения пожара — это просто находка! Ведь точно так же огонь не может выйти и за пределы очерченных границ…

Изобретатель Виктор Ким.

Макет домика справа обработан огнестойким раствором, а слева — нет. Оба были подожжены одновременно. Разница видна невооруженным глазом.

Свою разработку ученые намерены отправить в МЧС, надеясь на сотрудничество. А пока другие ведомства вовсю используют разработку сибиряков.

— Нашим раствором обработан занавес в оперном театре, теперь он не загорится. Даем гарантию на 10 лет, — рассказывает Виктор Ким. — Также мы сотрудничали с филармонией, различными театрами, школами… Кто-то просит нас обработать декорации, кто-то — полы в классах перед их покраской. В общем, заказов немало.

Уничтожить огнезащитную пленку может только вода. Поэтому разработчики признаются, что облить чудо-средством всю Россию, чтобы навсегда забыть, например, о лесных пожарах, все-таки не получится. Как только пройдет дождь, действие вещества закончится.

Как продлить стойкость вещества? Над этим изобретатель как раз и думает.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ

Охота за неуловимым

Физики Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), ведущие исследования на Большом адронном коллайдере (БАК), объявили недавно, что с точностью в 99,99995 процента (или 5 «сигма») обнаружили наконец загадочный бозон Хиггса, охота за которым велась около полувека. Если это подтвердится, можно будет считать, что сделано, пожалуй, самое значительное открытие физики XXI века, заявили участники исследований.

Что же так взбудоражило научную общественность мира?

В истории ядерной физики уже бывали случаи, когда открытие, сделанное «на кончике пера» теоретиком, затем блестяще подтверждалось на практике. Классическим считается случай с открытием позитрона. Сначала существование этой частицы было теоретически предсказано английским физиком-теоретиком Полем Дираком в 1931 году. А год спустя американский физик К.Д. Андресон обнаружил эту частицу — «двойника электрона», или античастицу с положительным зарядом, — в космических лучах.

Существование же бозона Хиггса было предсказано британским профессором Питером Хиггсом в 1966 году как последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, которую еще называют Стандартной моделью.

По мнению Хиггса, эта гипотетическая частица должна отвечать за массы всех других элементарных частиц.

Так называемый хиггсовский механизм, который объясняет происхождение массы, был предложен в 1962 году американским физиком Филиппом Андерсоном, а двумя годами позже детально проработан тремя независимыми группами ученых — Франсуа Англером и Робертом Браутом, Питером Хиггсом и Джеральдом Гуральником, Карлом Хагеном и Томом Кибблом.

Почти два десятилетия назад физик Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, нобелевский лауреат Леон Ледерман в своей статье как бы в шутку назвал бозон Хиггса «проклятой частицей» (goddamn particle), поскольку она никак не поддавалась идентификации. Однако редактору статьи название не понравилось, и он переименовал ее в «божественную частицу» (God Particle). Так с легкой руки редактора название «частица Бога» и закрепилось в литературе.

Чем же важна эта частица для физиков? В самом упрощенном виде суть рассуждений здесь такова. Когда Вселенная начала остывать после Большого взрыва, сформировалась некая гипотетическая сила, известная как поле Хиггса. Материальными носителями этой силы, ее квантами, и должны быть, по идее, бозоны Хиггса.

Именно это поле (а не сам бозон) объясняет появление массы у частиц, сформировавших атомы. Без его существования частицы просто пронизали бы космос со световой скоростью. А согласно теории Эйнштейна, частицы, имеющие массу, разгоняться до скорости света не могут.

То, как работает поле Хиггса, ученые попытались рассказать журналистам в ЦЕРНе на пресс-конференции, созванной по этому поводу. «Вот вас здесь целая толпа, — пояснил «на пальцах» суть дела один из выступавших. — Представьте, что в эту комнату вошел сам Питер Хиггс. Пока вы не знаете, кто он такой, профессор может спокойно передвигаться по комнате. Но как только кто-то из вас его узнает, тотчас вокруг профессора образуется плотная толпа, пробиться через которую ученый сможет с большим трудом. Точно так же наличие поля Хиггса мы можем обнаружить только по пролету бозона Хиггса…»

Все охотники прекрасно знают: на каждого зверя нужны свои ловушки. Та, что предназначена, например, для поимки бобров, не годится для ловли зайцев. А потому исследователи потратили немало усилий, чтобы создать такие ловушки.

Сегодня их в мире две. Это теватрон в лаборатории имени Энрико Ферми (Фермилаб) в США и БАК в ЦЕРНе близ Женевы. Американские физики из Фермилаба помогли европейским коллегам, предоставив им результаты более чем десятилетних поисков бозона Хиггса. По их данным, если частица существует, то ее масса должна находиться в интервале от 115 до 135 гигаэлектронвольт.