Физики-теоретики спроектировали ковер-самолет

Французские и американские физики спроектировали "ковер-самолет": тонкий лист из легкого материала, который может лететь по воздуху в заданном направлении за счет собственных колебаний, сообщает журнал Nature.

Как пишут в своей статье в Physical Review Letters сами исследователи - Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan) из Гарвардского университета и его коллеги - им удалось "частично ответить на один из давних вопросов "физики мультиков" (так в Америке шутливо называют многочисленные нарушения законов физики в мультиках - прим. "Ленты.ру") - могут ли ковры летать".

Исследуя движение гибкого тонкого колеблющегося листа в жидкости, ученые пришли к выводу, что подобный "ковер" можно заставить передвигаться и в воздухе. Если ковер находится достаточно близко к горизонтальной поверхности, его колебания заставляют воздух (или жидкость) течь таким образом, что между ковром и поверхностью возникает высокое давление, которое и играет роль подъемной силы.

Ковер сможет не только подниматься, но и лететь вперед. Если колебания будут распространяться по ковру с одной стороны, это заставит его принять слегка наклонное положение и двигаться в направлении того конца, который будет выше.

Ковры, однако, столкнутся с рядом серьезных ограничений. Теоретически они могут быть сколь угодно велики, но практически для подъема ковра сколько-нибудь значительного размера потребуется исключительно сильный двигатель. Для того чтобы ковер длиной десять сантиметров и толщиной 0,1 миллиметр оставался в воздухе, ему придется вибрировать с частотой около десяти герц и амплитудой колебаний около 0,25 миллиметров (то есть волны амплитудой в два с половиной раза больше толщины ковра должны будут пробегать по нему десять раз в секунду).

Пока ковер, который имел бы практическое применение, не построен, однако есть основания полагать, что работа в этом направлении имеет смысл. Так, в сентябре другая группа гарвардских ученых создала тонкие полимерные листы, покрытые клетками из мышечной ткани крыс. Воздействуя на такие листы электрическим током, можно заставлять их периодически сокращаться и за счет этих колебаний передвигаться в жидкости.

Напомним, что Лакшминараянан Махадеван является лауреатом Антинобелевской премии за 2007 год за исследования образования складок на белье.

Физики научились хранить свет в виде звука

Американские физики научились хранить световые импульсы, превращая их в звуковые волны. Новая технология может использоваться для улучшения работы телекоммуникационных сетей, сообщает портал PhysicsWorld со ссылкой на журнал Science.

В современных сетях информация передается по оптоволокну в виде пакетов световых импульсов. При очень большой нагрузке на сеть, однако, может возникать ситуация, когда два пакета одновременно прибывают к одному узлу. Идеальным решением в таком случае является сохранить один из пакетов на очень короткий промежуток времени, передать другой, а затем передать сохраненный.

Обычно сохраняемый пакет конвертируется в электрический сигнал, который временно сохраняется на микросхеме. При этом, однако, выделяется много энергии, поэтому исследователи ищут способ сохранять световой импульс без перевода его в электричество.

Специалисты из университета Дюка разработали метод, позволяющий конвертировать свет не в электричество, а в звук. Для этого по волокну посылается пакет данных в виде лазерных импульсов длительностью две наносекунды, а навстречу ему - записывающий лазерный импульс длительностью полторы наносекунды. Интерференция импульсов приводит к тому, что почти вся энергия импульса данных передается волокну в виде акустических волн (этот эффект называется рассеянием Мандельштама-Бриллюэна). По сравнению со скоростью света в волокне (около 200 миллионов метров в секунду) скорость звука в нем ничтожно мала (пять тысяч метров в секунду). Пакет сохранен.

Через нужный промежуток времени посылается считывающий импульс (в том же направлении, что и записывающий) длительностью полторы наносекунды. Взаимодействуя с акустическими волнами, которые еще не успели "уйти далеко", сигнал приводит к появлению светового импульса, почти не отличающегося по параметрам от изначального импульса данных и движущегося в том же направлении. Пакет считан.

Длительность промежутка между записывающим и считывающим импульсом (время хранения) удалось довести до 12 наносекунд. В отличие от других методов работы со светом, акустическое хранение не требует сверхнизких температур и не зависит от диапазона длин волн. Для практического применения технологии, однако, ее необходимо усовершенствовать, в частности, научиться сохранять больше импульсов на больший промежуток времени. Исследователи надеются, что им удастся подобрать материал с соответствующими оптико-акустическими характеристиками.