• gadisusa

    gadisusa

    В одном из романов Курта Воннегута неловкие действия героев приводят к тому, что вся вода на земле «замерзает». Точнее, она превращается в лед, хотя и состоящий из обычных молекул воды (аш-два-о, если кто не помнит), но с температурой плавления гораздо выше комнатной. Голландские физики обнаружили эффект, заставляющий заподозрить, что фантазия Воннегута, возможно, вела его в правильном направлении. Только объяснить этот эффект они пока не могут

    В век глобализации голландская наука сохраняет национальные особенности

    С помощью триболевера можно измерять силу, с которой на острие инструмента действует каждый отдельный атом на поверхности графитового образца. Еще три года назад немецкий физик Мартин Динвибель, работавший в сотрудничестве с голландцем Йостом Хенкеном в Лейденском университете, в экспериментах с триболевером обнаружил принципиально новое физическое явление - полное исчезновение силы трения на поверхности графита.

    Это явление получило название сверхскольжения. Фото с сайта Лейденского института физики

    Бес - в деталях!

    То что у науки есть «национальное измерение», было впервые в явном виде провозглашено в начале ХХ столетия французским химиком, увлекшимся однажды философией, Пьером Дюэмом. Дюэм, в частности, писал о широком уме англичан и узком уме французов, о склонности немецких ученых к построению теорий, а английских - к конструированию моделей изучаемого явления. Материалом для размышлений Дюэма стали работы немецких, английских и французских ученых - представителей ведущих научных держав мира в XVII-XIX веках. Заметим, однако, что в XVII-XVIII веках к ведущим научным державам можно было причислить еще одну страну - Нидерланды. Чем прославили свою страну голландские ученые? Допустимо ли вообще говорить о «национальном измерении научного знания» применительно к маленькой Голландии?

    Микроскоп Антони ван Левенгука представляет собой уникальное изделие и по технологии его изготовления, и по результатам его применения. Этот экспонат хранится в Медицинском музее Вооруженных сил США

    Оставляя за скобками титаническую фигуру Христиана Гюйгенса, отметим, что в активе голландской науки первые зрительные трубы Захария Янсона, микроскопы (и многочисленные микроскопические открытия ) Антони ван Левенгука, знаменитый опыт с ивой Ян Баптиста ван Гельмонта, лейденская банка Питера ван Мушенбрука, «Библия природы» Яна Сваммердама. Левенгук достиг совершенства в изготовлении двояковыпуклых линзочек диаметром в один миллиметр, ван Гельмонт пять лет выращивал в горшке иву, каждый день тщательно измеряя количество использованной для полива воды. Биолог Ян Сваммердам прославил свое имя необычайно детальным описанием собранной им коллекции из трех тысяч насекомых. Уместно вспомнить и стремление голландских математиков к максимально точному определению числа пи (в 1596 г. Людольф ван Цейлен публикует свой результат, долго остававшийся самым лучшим - число пи с 20 десятичными знаками).

    По словам историка голландской науки Харальда Кука (Harald Cook), «как в искусстве, так и в науке Нидерландов выяснение деталей само по себе стало чрезвычайно значимым, эти детали не только позволяли передать полезную информацию, но и выполняли функцию наставления… А анатомы и физики постоянно заявляли, что их деятельность способствует осознанию моральных ценностей. Сваммердам, к примеру, считал, что мудрость Бога может быть осознана через тщательное исследование анатомии вши».

    В полном соответствии с традициями свой страны действовал в конце XIX столетия руководитель физической лаборатории Лейденского университета профессор Каммерлинг-Оннес. Выдвинутый им девиз «Через измерения - к знаниям» стал широко известен, и именно прецизионные измерения привели Каммерлинг-Оннеса к его знаменитому открытию жидкого состояния у гелия, удостоенному в 1913 г. Нобелевской премии, а потом и к открытию явления сверхпроводимости.

    Однако с тех пор многое поменялось. Наступили времена глобализации. Голландские ученые все чаще едут работать за границу, голландские студенты все чаще получают там свое образование. Может ли в таких условиях сохраниться своеобразный национальный стиль, если нация, о которой идет речь, это не Северная Корея? И все же специфическое голландское внимание к деталям нет-нет да и даст о себе знать. Один из самых свежих примеров - открытие «твердой воды» физиками Лейденского университета.

    Бес на кончике иглы…

    В романе Курта Воннегута «Колыбель для кошки» рассказывается о том, как американский физик Хоннекер открывает новое состояние воды - лед-9. У большинства веществ кроме четырех привычных агрегатных состояний - твердое, жидкое, газообразное и плазма - есть и другие фазовые состояния, количество которых может оказаться весьма велико. Например, углерод в твердом состоянии может быть графитом, а может быть алмазом, причем температуры плавления у графита и алмаза, разумеется, разные. Хоннекер обнаружил, что нечто подобное происходит и со льдом. Обычный лед, как известно, плавится при нуле градусов по Цельсию, но лед-9 остается твердым и при комнатной температуре. Дети Хоннекера использовали открытие своего отца без должной осторожности, что привело к глобальной катастрофе - все вода на земле отвердела, превратившись в лед-9.

    Почему вообще лейденские физики решили изучать свойства воды в столь экзотических условиях? Физикам было известно, что при соприкосновении твердых тел контакт происходит не по всей поверхности; непосредственно соприкасаются лишь микроскопические выпуклости на этих поверхностях. В точках соприкосновения конденсируются водяные пары и образуются микроскопические «капиллярные мостики». Мостики повышают прочность контакта и вода из смазки становится клеем. Бурное развитие нанотехнологий (и в первую очередь наномеханических устройств) сделало тему «капиллярных мостиков» весьма актуальной, и именно поэтому было решено исследовать процесс в деталях.

    Детали удалось выяснить с помощью специального очень чуткого сенсорного датчика, триболевера. Триболевер регистрирует сверхмалые изменения действующих на него сил - вплоть до 20 пН (это сила, с которой притягивается к земле груз массой 2.10-9 г). Это можно сделать, например, регистрируя возникающие в датчике деформации с помощью пьезорезистивного эффекта - то есть, электроизмерительными методами. Подобные сенсорные датчики - неотъемлемый элемент атомно-силовой микроскопии, и. соответственно, любого значительного нанотехнологического исследования. К датчику присоединили вольфрамовую иглу, конец которой передвигали вдоль поверхности графита сверхвысокой степени чистоты. Между концом иглы и поверхностью графита образовывались, как и следовало ожидать, микроскопические (правильнее сказать, наноскопические) водяные мостики. Неожиданным было то, что мостики (при комнатной температуре!) вели себя не как жидкость, а как твердое тело. Удивительное состояние «твердой воды» характеризуется крайне невысокой устойчивостью: время жизни наномостиков не превышает нескольких секунд.

    Теоретикам, в отличие от Курта Воннегута, не удается пока объяснить, как вода может перейти в твердую фазу при комнатной температуре, и в этой ситуации лейденские физики стремятся извлечь максимум возможного из наблюдений и экспериментов: они выясняют, в частности, что происходит с мостиками из отвердевшей воды при изменении температуры и скорости перемещения иглы. А также - если вместо вольфрама и графита используются иные материалы. Тщательное и детальное экспериментальное исследование остается, как и три столетия назад, главным орудием голландских физиков в изучении Природы.





  • Похожие записи:
    1. Top 100
    2. Краснопресненский парк с усадьбой "Студенец", расположенный между Центром международной торговли и небоскребами Москва-Сити, - чуть ли не единственный зеленый островок для жителей загазованной Пресни. Сейчас он медленно, но верно загнивает - покореженные асфальтовые дорожки, обмелевшие голландские пруды с чумазыми утками и полчища комаров. Так памятник садово-паркового искусства выглядит спустя десять лет после начала реставрации, пишет "Московский комсомолец" .
    3. Голландские ученые нашли в древней статуе Будды мумию буддийского монаха
    4. НОВОСТИ
    5. История арманьяка
    6. Золотой век голландской живописи
    7. 21/05/2013