Немецкие и британские учёные построили небольшой, но довольно мощный источник мягкого рентгеновского излучения. Авторы новинки надеются, что она позволит проводить специфические исследования прямо в университетах без использования крупных синхротронов.

Лучшими источниками сильного рентгеновского излучения, необходимого для исследований вещества, являются синхротроны. Но они обычно занимают довольно обширные площади, их строительство обходится недёшево. Действуют они по следующему принципу: электроны внутри гигантского вакуумированного кольца разгоняются магнитными полями до очень больших скоростей. В ходе этого кругового движения электроны испускают рентгеновское излучение высокого качества.

У большинства институтов средств на создание своих собственных синхротронов нет, а имеющиеся источники рентгеновского излучения недостаточно ярки и дают изображения невысокого качества.

Маттиас Фухс (Matthias Fuchs) из института квантовой оптики Макса Планка и его коллеги из вузов Германии и Британии решили заменить традиционные магниты и кольцо на лазерный луч и небольшую камеру, содержащую газообразный водород.

Короткий лазерный импульс (37 фемтосекунд), направленный внутрь камеры, выбивал электроны атомов водорода. Однако электростатическое притяжение заставляло электроны вернуться к положительно заряженным ионам. В результате отрицательно заряженные частицы начинали болтаться около ядра, испуская волну. При этом часть из них всё же вырывалась из пут и на гребнях испускаемых другими электронами волн отправлялись дальше.

Эти электроны проходили сквозь одну систему магнитов, которая подталкивала их ко второй серии магнитов. Внутри неё они начинали колебаться взад-вперёд, испуская низкоэнергетические рентгеновские лучи (длина волны 18 нанометров).

Слева направо: профессора Флориан Грюнер (Florian Grьner) и Штефан Карш (Stefan Karsch) демонстрируют экспериментальную установку, позволяющую с помощью лазера получить рентгеновское излучение. По этой фотографии можно оценить примерные размеры нового устройства (фото Thorsten Naeser).

Из-за того, что силы притяжения между водородными ионами и их электронами велики, последние набирали скорость даже быстрее, чем внутри традиционных ускорителей частиц. Получается, что машина размером со здание может быть уменьшена до размеров небольшого шкафа (самим физикам больше нравится формулировка "до крышки банкетного стола").

Ранее другие группы учёных создавали нечто подобное, однако немцам впервые удалось получить источник столь качественного излучения. Недостаток нового прибора в том, что он ускоряет всего несколько электронов, что приводит к появлению яркого, но короткого импульса. Таким образом, совсем вытеснить синхротроны подобным аппаратам всё равно не удастся.

Подробнее о новинке читайте в пресс-релизе института и в статье авторов работы, опубликованной в журнале Nature Physics.

Американские учёные поставили эксперимент, показавший, что предыдущие предположения о механизме ориентации удивительных бабочек были неточными, а кое в чём и неверными. Как всё обстоит на самом деле, выяснили Стивен Рипперт (Steven M. Reppert) и его коллеги из медицинской школы университета Массачусетса (University of Massachusetts Medical School).

Бабочки Danaus plexippus (это североамериканский подвид бабочек-монархов (Monarch), каждый год в августе-сентябре летят на юг — из США в Мексику. И каждую весну в апреле-июне они возвращаются обратно на север. При этом миллионы бабочек успешно пролетают тысячи и тысячи километров.

Ранее биологи высказывали предположение, что насекомые ориентируются по Солнцу (при помощи банального зрения), а поскольку ориентир этот — подвижен, используют биологические часы (управляющие циркадными ритмами), чтобы вносить поправку на время суток. Так, мол, они определяют направление на юг или север. При этом считалось, что означенные часы расположены в мозгу бабочки.

Сезонные миграции монархов в Северной Америке (иллюстрация Harald Sьpfle).

Рипперт и его коллеги открыли, что ключом к ориентации по Солнцу являются антенны данных насекомых. Именно они воспринимают солнечный свет (для данной цели). При этом, что оказалось совсем уж неожиданным, внутри антенн обнаружились свои собственные циркадные часы. Авторы исследования предположили даже, что именно эти часы играют ведущую роль в навигации, хотя существование часов также и в мозгу — не отрицается. "Часы в мозгу и в антеннах работают совместно", — пояснил нейробиолог.

А наглядно показать роль антенн удалось благодаря простому опыту. Учёные осторожно покрыли антенны бабочек чёрной краской, и те потеряли способность к навигации. А ведь глаза этих созданий по-прежнему могли видеть свет. Удаление антенн приводило к такому же результату — потере ориентации.

Между тем, покрытые прозрачной краской антенны не мешали бабочкам-монархам ориентироваться по Солнцу. Одновременно так было доказано и то, что в навигации бабочки не полагаются на запахи: оба типа краски блокировали доступ любых пахучих соединений к антеннам.

"Всё вместе это не только открывает новую функцию антенн, — пишут авторы эксперимента в статье в Science, — но и начинает новую линию расследования связки часы-компас, подразумевая, что и другие насекомые могут полагаться на такой же механизм ориентации в пространстве".

Компания Samsung Electronics объявила о старте серийного производства чипов компьютерной памяти нового типа — с изменением фазы (PRAM). Они сохраняют информацию путём расплавления и затвердевания крошечных кристаллов.

Новая микросхема (на снимке под заголовком) обладает ёмкостью в 512 мегабит. Как сообщает компания в своём пресс-релизе, PRAM производит стирание ячеек почти в десять раз быстрее, чем современные образцы флеш-памяти, а темп перезаписи информации превышает показатель флешек в семь раз.

Ячейки PRAM основаны на кусочках полупроводника микроскопических размеров. При записи информации они очень быстро переходят из кристаллической фазы в аморфную и обратно. Смена состояния достигается при помощи электрического импульса.

Фазы сильно различаются по сопротивлению и могут быть интерпретированы как нули и единицы. Само пребывание в той или иной фазе энергии не требует. Быстродействие PRAM зависит лишь от того, сколько времени требуется для расплавления и последующей заморозки кристалла.

К примеру, в одном из недавних экспериментов, проведённом Манфредом Вуттигом (Manfred Wuttig) из Берлинского технологического университета, учёные испытывали ячейки PRAM диаметром всего в 20 нанометров (о чем сообщали в Nature). В этих клетках переход между состояниями совершался всего за 16 наносекунд – быстрее любой существующий на сегодняшний день технологии.

По оценке Samsung, применение PRAM в мобильных устройствах за счёт меньшего энергопотребления такой памяти способно увеличить время работы аккумуляторов на 20%.