Спинтроника в 3D

(Апрель 2013)

Среди перспективных путей, сулящих дальнейший прогресс в микроэлектронике, чаще других технологий упоминают спинтронику и 3D-чипы. Ученые Кембриджа сумели объединить два этих направления в одной разработке.

5.3d-chip

Как с гордостью поведали недавно пиар-мастера Кембриджского университета, физиками из их лаборатории им. Кавендиша изготовлен «первый в мире трехмерный спинтронный микропроцессор». И будь это правдой – спору нет – уже сегодня наступил бы подлинный прорыв в области высоких инфотехнологий.

Но на самом деле, конечно же, реальные успехи ученых выглядят куда скромнее. Никакого спинтронного 3D-микропроцессора пока что нет и в помине, однако собственно разработка выглядит несомненно интересно. И вполне заслуживает того, чтобы познакомиться с ней поближе.

Читать «Спинтроника в 3D» далее

Великий инакомыслящий

(Март 2001)

Мало кому в двадцатом веке удавалось с таким постоянством бросать вызов человеческому разуму, как это делал Фред Хойл и его многочисленные книги.

Fred-H

В февральском, 2001 года номере журнала Scientific American опубликована заметка «Большой взрыв: шутка или истина?», авторы которой в очередной раз обращаются к одной из самых сложных, возможно, проблем современной космологии да и всей науки вообще: «Как произошла наша Вселенная?».

Ответа на этот вопрос, понятное дело, статья не дает, но зато приводится в ней один весьма занятный факт, редко кем упоминаемый, а потому, очевидно, и малоизвестный.

Термин «большой взрыв», которым именуется наиболее общепринятая на сегодняшний день теория происхождения всего сущего, появился на свет в начале 1950 года.

Подарил же его миру, сам того не желая, тогда еще сравнительно молодой английский космолог с весьма оригинальной и впечатляюще четкой манерой суждений, ныне известный всему миру как сэр Фред Хойл — патриарх астрофизики, талантливый математик, автор более 40 примечательных книг, от научно-популярных и чисто научных монографий до фантастических романов, театральных пьес и даже либретто для оперы.

fred_hoyle_bbc

В 1950-м году до всего этого было еще далеко, однако уже тогда проявлявший свои разносторонние таланты Хойл был не только ученым в Кембридже, но также автором и ведущим цикла субботних радиопередач по Третьей программе Би-би-си. Эти посвященные науке передачи возникли на радио довольно спонтанно, однако имели бешеный успех у публики и входили в верхние строчки национального рейтинга популярности.

И вот в суматошной обстановке последней передачи цикла, буквально на лету, у Хойла и родился глумливый термин «big bang», или «большой взрыв». В намерение ученого ни в коем случае не входило одобрение этой теоретической концепции. Совсем даже напротив — под этим несерьезным именем Хойл намеревался ее похоронить.

Читать «Великий инакомыслящий» далее

Тайны личности Бора

(Ноябрь 2001)

Семья знаменитого ученого решила рассекретить давние тайны из его личного архива.

bohr-heisenberg

В конце сентября (2001) в Копенгагене проходила довольно необычная конференция “Об истории и драмах науки”. В рамках этого форума с примечательным объявлением выступил представитель семьи Нильса Бора, решившей рассекретить важные документы из архива величайшего датского ученого.

Волею судьбы и собственного характера этот человек, наряду с Альбертом Эйнштейном и Вернером Гейзенбергом сыгравший ключевую роль в формировании облика физики XX века, оказался весьма интенсивно вовлеченным и в сложнейшие политические перипетии бурного столетия.

После смерти Бора в 1962 году его семья приняла решение на 50 лет засекретить часть богатейших личных архивов ученого, имевшего обыкновение фиксировать на бумаге все, над чем он размышлял, не говоря уже о черновиках переписки. Личные записи поневоле затрагивают и множество известных деятелей, с которыми доводилось общаться Бору, поэтому по-человечески вполне объяснимо решение семьи, не пожелавшей предавать материалы широкой огласке при жизни большинства из этих людей.

Однако есть в жизни Нильса Бора один совершенно особенный момент —  одновременно чрезвычайно интересный и покрытый плотной завесой тайны, — который  на протяжении уже многих десятилетий все никак не дает покоя историкам науки…

Читать «Тайны личности Бора» далее

Престранный для науки год

(Декабрь 2002)

Конец года – традиционное время подведения итогов во всех сферах человеческой деятельности, в том числе и в научной. И просто невозможно не заметить, что год 2002-й оказался крайне необычным как для науки вообще, так, в частности, и для физики – наиболее точной после математики научной дисциплины.

Wrong-Science

Совсем не случайно декабрьский номер журнала «Мир физики» (Physics World) открывается обзорной редакционной статьей с характерным названием «Очень странный год».

Воистину странного, более того, шокирующего действительно было немало.

Самая громкая, пожалуй, история «из необычных» – это расследование недобросовестной научной деятельности группы ученых, работавших в американском исследовательском центре Bell Labs над изучением полупроводниковых свойств органических материалов.

Масса выдающихся экспериментальных результатов оказалась сфабрикована, по меньшей мере восемь статей в научных журналах «отозваны» (множество других ожидают той же участи), а лидер исследований – молодой и талантливый Ян Хендрик Шён (Jan Hendrik Schön), которому многие уже прочили Нобелевскую премию – с треском уволен из Bell Labs.

А как хорошо все начиналось… Читать «Престранный для науки год» далее

Спинтроника как предчувствие

(Март 2013)

О скором и неминуемом, похоже, пришествии этой чудесной технологии говорить начали еще в конце прошлого века. Но годы идут, а спинтронная революция все так же лишь маячит – словно горизонт – где-то там впереди. И лишь в последнее время как-то вдруг особо кучно пошли новости о действительно важных свершениях.

0-5.spintr_3

В течение одного лишь февраля 2013 в инфотехнологических СМИ набрался целый букет весьма примечательных новостных сообщений о достижениях в области спинтроники.

То есть о новой, принципиально иной разновидности электронных устройств, опирающихся в работе не на электрический заряд частиц-переносчиков, а на их спин – внутренне присущее частицам квантовое свойство, освоение которого сулит подлинную революцию в компьютерных технологиях.

Вот как, навскидку, выглядят лишь некоторые из последних известий спинтроники. Читать «Спинтроника как предчувствие» далее

Канун революции

(Ноябрь 2012)

Наиболее горячая, пожалуй, тема в современных технологиях беспроводной связи – это SDR или «программно-задаваемое радио». Разработка данного направления ведется вот уже лет 20, однако только теперь назрели условия для действительно революционных свершений.

1-_SDR_

Красивая идея

Концепция под названием Software Defined Radio – это одна из тех крайне заманчивых по красоте, но одновременно и очень сложных в своей технической реализации идей, что занимают умы инженеров и ученых на протяжении десятилетий.

Собственно суть SDR проста и элегантна: создать единственное компактное устройство, позволяющее избавиться от всей специализированной электроники (чип GSM, чип GPS, чип Bluetooth, чип WiFi и так далее), применяемой для работы с радиосигналами разных типов, и вместо этого делать всю необходимую обработку сугубо программными методами в одном процессоре.

Результатом таких перемен, как видится, стал бы универсальный беспроводной девайс, способный гладко и без всяких проблем работать в самом широком диапазоне частот, с любыми техниками модуляции и схемами кодирования сигнала.

Подобно тому, как персональный компьютер заменил собой печатную машинку, математический калькулятор, телефон, телевизор и еще кучу всяких вещей, точно так же и софтверно-задаваемое радио однажды придет на замену сотовых телефонов, пейджеров, радио- и телеприемников, платежных и интернет-терминалов, а также любых других устройств беспроводной связи, которые когда-либо могут понадобиться современному человеку с цифровым гаджетом.

Вполне очевидно, что смартфон на основе программно-задаваемого радио был бы не только легче, меньше и дешевле нынешних, но и более эффективен в смысле потребления энергии. Более того, он был бы гораздо круче и в смысле обеспечения звонков: вместо того, чтобы застревать на одной частоте или даже на одном операторе сотовой связи, умный SDR-аппарат был бы способен автоматически отыскивать самый лучший и наименее дорогостоящий способ соединения с нужным абонентом.

При этом и изготовители подобного чудо-оборудования явно не остались бы в накладе, получая свои существенные выгоды. При такой постановке дела им уже не надо будет постоянно заморачиваться подстраиванием своей продукции под всякий новый стандарт радиокоммуникаций.

Что же касается провайдеров беспроводной связи, то они получили бы простор небывалых возможностей для быстрого и легкого разворачивания всевозможных новых сервисов. А проблема ремонта технических глюков решалась бы тривиальным скачиванием очередного патча.

1-softradio

Короче говоря, на бумаге и в проектах будущее радиосвязи выглядит просто замечательно. И хотя на сегодняшний день мы еще явно не достигли надлежащего технического уровня для повсеместного распространения SDR, по мнению большинства специалистов, уже вполне определенно «грядет эпоха программно-задаваемого радио».

Но не следует, впрочем, ожидать, что наступит данная эпоха одним мигом и сразу. Революции этого типа происходят через последовательность отнюдь не гигантских, но по-своему очень важных шагов. Читать «Канун революции» далее

Тайны шпионов на благо народа

(Апрель 2011)

Секретная технология для передачи данных и энергии, применяемая разведслужбами и военно-промышленным комплексом, оказалась переоткрытой заново аспирантом-изобретателем.

spy-tech

В прошлом (2010) году на июльском авиашоу Farnborough в Великобритании имел место довольно любопытный случай.

Одна из лабораторий британского военно-промышленного комплекса, работающая в составе транснациональной корпорации BAE Systems, демонстрировала там свое новейшее технологическое изобретение.

В основу разработки положен принципиально новый метод высокоскоростной передачи данных и энергии сквозь массивные твердотельные преграды вроде брони танка, корпуса субмарины или космического корабля многоразового использования.

BAE-Syst
Метод передачи с равным успехом работает и через толстое стекло

Почему такого рода технология важна, пояснить проще всего на примере подводных лодок. Поскольку металлический корпус корабля не пропускает электромагнитных волн, в настоящее время для того, чтобы установить критично-важные датчики безопасности и прочие сенсоры на внешней оболочке субмарины, приходится в корпусе судна сверлить многочисленные отверстия для передающих данные кабелей и подачи электропитания.

Каждое такое отверстие не только усложняет техническое обслуживание корабля, но и повышает риски возникновения потенциально серьезных проблем вроде нарушения герметичности корпуса и ослабления прочности конструкции. Кроме того, установка новых внешних сенсоров на уже задействованные в работе суда требует их помещения в сухой док или опускной колодец-кессон, на что уходят месяцы дополнительной работы и миллионные затраты средств.

Ну а новая технология инженеров из BAE Systems позволяет решить все подобные проблемы легко и красиво, просто прикрепляя нужный сенсор с внешней стороны корпуса, а парный к нему датчик − примерно в том же месте, но внутри корабля. И никаких дырок для проводов теперь не нужно вообще!

Самым же интригующим моментом презентации на Farnborough оказалось то, что изобретатели BAE не имели возможности даже в общих чертах рассказать интересующимся, на основе каких базовых принципов работает их технология.

Объясняя журналистам столь необычную скрытность, разработчики признались, что некая «другая сторона» в составе британского правительства – назвать которую они тоже не могут – настойчиво попросила их сохранить в секрете подробности относительно того, как же тут все на самом деле работает… Читать «Тайны шпионов на благо народа» далее

Звездный код, или Антикрипто-2

(Май 2001)

Если главным критерием истинности считать красоту, то, возможно, обращенное к человечеству послание внеземного разума уже дешифровано.

dnews

Я не вижу логики в том, чтобы отвергать данные лишь по той причине, что они выглядят невероятными. (Фред Хойл)

Сам собою возник достойный повод продолжить тему «антикриптографии», то есть интересных аспектов гипотетически возможного общения между разными формами разумной жизни. Аспектов, подчеркнем, интересных не абстрактно, а с точки зрения вполне практичных и полезных в жизни приложений.

В предыдущем тексте об анти-крипто говорилось (и отчасти демонстрировалось), как международная программа SETI по поиску в космосе сигналов от внеземных цивилизаций, даже не решив своей главной задачи, порождает интересные побочные результаты и успехи в самых разных областях, от астрономии до компьютеров и беспроводной связи.

Но на самом деле, как выясняется, общая картина оказывается еще более интригующей и сулящей новые открытия не только в технологиях, но и в фундаментальных науках.

Практически все усилия SETI, как известно, направлены на выявление и анализ возможной ненатуральности в радиоастрономических данных из дальнего космоса. Однако часть исследователей занимается изучением радиосигналов, уже давно известных своей аномальностью и полученных, что называется, прямо под боком.

Речь идет об «эхо длительной задержки» или LDE (long delayed echoes) — феномене, неоднократно отмечавшемся с самого начала эры радио и по сию пору так и не получившем удовлетворительного объяснения в физике. Основная особенность LDE, также известного как «парадокс Штермера», — это различной длительности задержки радиосигналов, приходящих с запаздыванием на секунды, десятки секунд, а иногда даже минуты.

Самыми знаменитыми сериями LDE, наверное, являются 5 последовательностей, зарегистрированных 11 октября 1928 года в ходе экспериментов астрофизика Карла Штермера, инженера Йоргена Хальса и физика Балтасара Ван дер Поля:

  1. 15,9,4,8,13,8,12,10,9,5,8,7,6
  2. 12,14,14,12,8
  3. 12,5,8
  4. 12,8,5,14,14,15,12,7,5,5,13,8,8,8,13,9,10,7,14,6,9,5,9
  5. 8,11,15,8,13,3,8,8,8,12,15,13,8,8

В 1967 году эксперименты с LDE проводились в Стэнфордском университете. Феномен вновь удалось подтвердить, однако столь длинных серий, какие наблюдались в 20-30-х годах, зарегистрировать уже не удалось.

И вообще отмечено, что в любом новом диапазоне радиоволн, который лишь начинает использоваться, феномен проявляется четко и серийно, так же как и в 20-х годах, но впоследствии, по прошествии нескольких лет эхо как бы расплывается и серии исчезают.

Английский астроном Данкан Лунен обратил внимание на то, что сигналы радиоэха, наблюдавшиеся в 20-х годах, были совершенно «ненатуральными» с физической точки зрения: не было временного сжатия, не было доплеровского сдвига частот, а интенсивность сигналов в штермеровских сериях оставалась постоянной независимо от времени запаздывания.

Все эти вещи в совокупности практически невозможно объяснить в рамках предположений о естественности сигнала, потому что естественные радиоэхо с задержкой 3 секунды и 3 минуты в принципе не могут иметь одну и ту же интенсивность.

Именно Лунен и выдвинул гипотезу о том, что серии Штермера представляют собой сигналы, скажем, межзвездного зонда, а изменение времени запаздывания представляет собой закодированную попытку передачи нам какой-то информации от инопланетного разума.

Предложил Лунен и первую интерпретацию этих задержек, полагая, что в них зашифрованы звезда и созвездие цивилизации, приславшей зонд. У Лунена, в частности, получалось, что «дом отправителя» — эпсилон Волопаса. Со временем, впрочем, появилось и множество других интерпретаций, привязывающих сигналы к самым разным точкам небесной сферы — к дзете Льва, к тау Кита и так далее.

В целом же было продемонстрировано, что подобные умозаключения являются не только крайне произвольными и искусственными, но и подозрительно напоминают арифметические экзерсисы «пирамидологов-нумерологов», легко выводящих из параметров Великой пирамиды в Гизе и всю хронологию истории человечества, и основные константы мироздания.

Короче говоря, хотелось бы иметь «на выходе» такое решение, которое само, своим содержанием могло бы подтвердить верность дешифрования. В идеале это могло бы выглядеть как извлечение из инопланетного послания некой новой, доселе неведомой человеку информации…

Как этот фокус может выглядеть на практике, несколько лет назад реально продемонстрировал российский ученый Рашит Тагирович Файзуллин, доктор технических наук и профессор-математик Омского университета, предложивший свою собственную – и весьма неординарную – интерпретацию серий Штермера. Читать «Звездный код, или Антикрипто-2» далее

Приз как символ эпохи

(Апрель 2013)

В недавних торжествах, сопровождавших вручение большущих призов ученым за выдающийся вклад в фундаментальную физику, многие увидели сходство с церемонией кинопремии Оскар. Возможно, это и так. Но есть там, однако, и куда более глубокий символизм.

_Prize_

Юрий Мильнер и его приз

Несколько необычный рассказ про новые 3-миллионные премии, учрежденные для поощрения ученых ИТ-предпринимателем и миллиардером Юрием Мильнером, удобнее всего начать несколько издалека. Читать «Приз как символ эпохи» далее

Иногда они возвращаются

(Июль 2002)

Аудио-техно-детектив в трех частях, с двумя прологами, но пока без эпилога

nixon-tapes

Пролог 1

Более 30 лет назад, в августовском номере журнала “Proceedings of the I.E.E.E.” была опубликована занятная статья [1], с которой принято отсчитывать историю довольно необычной области научных исследований, именуемой “акустическая археология”.

Этот термин был введен в обиход автором статьи, инженером Ричардом Вудбриджем, который предположил, что в древние времена, задолго до изобретения технологии звукозаписи, разнообразные окружающие звуки могли быть непреднамеренно зафиксированы на бытовых предметах, окружающих человека. Например, на керамических изделиях гончаров, или на холстах картин художников.

Идея же Вудбриджа состояла в том, что современные исследователи, вооруженные техникой и правильной методикой поиска, могли бы отыскивать такие фрагменты акустической истории и вновь их воспроизводить. Для проверки своей гипотезы инженер провел несколько экспериментов, которые действительно подтвердили принципиальную возможность успешных “аудио-раскопок”.

Так, в ходе анализа борозд, оставленных при изготовлении на поверхности глиняного горшка, удалось снять звуки гончарного круга и 60-герцевый тон электромотора, вращавшего круг. А при более тонком исследовании мазков масляной краски на холсте Вудбриджу даже удалось извлечь из картины слово “blue”, произнесенное при нанесении мазка и зафиксированое колебаниями холста и волосков кисти…

В начале 1990-х годов аналогичные исследования проводили шведские исследователи,  акустик Мендель Клейнер и археолог Пауль Астрём, также продемонстрировавшие возможность извлечения  звуков из старинных ваз [2], но увы, несмотря на определенные успехи, в целом предмет исследования был сочтен специалистами чересчур уж экзотическим и сколь-нибудь существенного развития впоследствии так и не получил.

Пролог 2

Ровно 30 лет назад, в летние месяцы 1972 года в политической жизни США разразился грандиозный скандал, впоследствии получивший название “Уотергейт” и в конечном счете, спустя еще два года вылившийся в процедуру импичмента и досрочный уход Ричарда Никсона с должности президента страны.

В качестве важнейших улик, продемонстрировавших потрясающую лживость и цинизм высшего политического руководства государства, выступили магнитофонные ленты, на которых в помощь стенографистам фиксировалось все, обсуждавшееся в Белом доме, — от повседневной рутины политической кухни до взлома штаб-квартиры демократической партии, главного конкурента на президентских выборах.

Причем лента, хронологически самая первая из фигурировавших в уотергейтском деле (в архивных реестрах проходящая как “№ 342”), осталась и самой большой, вероятно, загадкой во всей этой истории.

На записи, сделаной 20 июня 1972 года, три дня спустя после ареста группы взломщиков в отеле Watergate, президент Никсон обсуждает произошедшее с начальником своего аппарата, Г. Хэлдменом (H. R. Haldeman). Когда же эта лента после длительных тяжб дознавателей с госадминистрацией была наконец представлена следствию, то выяснилось, что значительный ее фрагмент размером 18,5 минут оказался “случайно” стертым стенографисткой-секретаршей.

nixon_sony

Аудиоэксперты по характерным звуковым щелчкам быстро установили, что кнопка стирания записи нажималась по меньшей мере 5 раз, так что гипотеза о случайности произошедшего очень мало кого убедила. Однако восстановить для истории этот явно важный утраченный кусок по тем временам оказалось совершенно невозможно, несмотря на неоднократно предпринимавшиеся попытки.

Часть 1. “Разумные девайсы” Сен-Круа

По каким-то неведомым причинам люди крайне неравнодушны к круглым датам и годовщинам. Поэтому и 30-летие Уотергейта не только дало импульс появлению новых мемуаров, но и породило интереснейший конкурс по “акустическим раскопкам тишины” на знаменитой ленте  № 342. Читать «Иногда они возвращаются» далее