Журнал «Компьютерра» № 13 от 04 апреля 2006 года

Размеры транзисторов в современных чипах уже на порядок меньше характерной толщины проводников – основного источника нагрева и задержек, мешающего поднять рабочую частоту, а с ней и скорость вычислений. В прошлом году «КТ» писала (#588), что выход из этой парадоксальной ситуации, возможно, сулят поверхностные плазмоны-поляритоны – специфические коллективные колебания электромагнитных волн и свободных электронов металла, которые распространяются вдоль границы между металлом и диэлектриком. Имея ту же частоту, что и свет, плазмоны-поляритоны обладают заметно меньшей длиной волны и легко могут быть «втиснуты» в малое пространство чипа. А в нем, как известно, обычному свету с типичной длиной волны 0,5–1,5 мкм развернуться уже негде. Над этой идеей работало несколько научных групп, но большинство специалистов воспринимало ее скептически.
Теперь количество скептиков заметно поубавится. Обычные плазмоны-поляритоны на плоской границе раздела, например, между золотом и воздухом проникают на десяток нанометров в металл и на несколько сотен нанометров в воздух над поверхностью. Ничем не ограниченные, плазмоны способны пробежать расстояние порядка миллиметра. Но для того, чтобы использовать плазмоны в чипах, нужно создать для них узкие волноводы. Оказывается, роль волноводов с успехом могут выполнить вытравленные на поверхности V-образные канавки подходящих размеров и формы. В них затухание больше, чем на поверхности, но все же остается приемлемым. Кроме того, если канавки изогнуты или даже поворачивают под прямым углом, потери заметно не возрастают. Это выяснилось прошлым летом, и всего за полгода ученым удалось разработать и испытать целый набор практически важных устройств.
В экспериментах использовали инфракрасный свет с длиной волны около полутора микрон, которую широко применяют в телекоммуникациях. Ширина канавок была меньше микрона, а радиус поворота мог достигать полутора длин волн. Канавки в металлической пленке вырезали с помощью обычной планарной технологии ионных пучков. На поверхности чипа удалось изготовить интерферометр и кольцевой резонатор (на рис.), которые уже можно применять в качестве оптических фильтров.
Несмотря на быстрый прогресс плазмонных технологий и их огромный потенциал при использовании, например, в телекоммуникационном оборудовании, нерешенные проблемы еще остаются. Например, пока слишком велики потери при преобразовании света в плазмоны-поляритоны и обратно. Над решением этих проблем ученые активно работают, и, возможно, недалек тот день, когда плазмонные чипы начнут сражаться за рынок с обычной кремниевой электроникой. – Г.А.
Геном Галактики
Космическая обсерватория Spitzer наглядно показала, что в наше время использовать микроскопы для проникновения в тайны живой материи могут только трусы и ретрограды: для этого существует крупная астрономическая техника.
Возле самого центра Млечного пути «Спитцер» заметил необычную туманность в форме двойной спирали ДНК. Точнее, на одном из полученных изображений туманность разглядел американский астроном Марк Моррис (Mark Morris). Так как первичность возникновения Галактики по отношению к жизни на Земле сомнению не подлежит, можно смело считать, что наши генетические конструкции являются лишь неубедительным подобием крупных (80 световых лет в поперечнике) структур, определяющих существование звездных систем.
С другой стороны, если прислушаться к мнению самого Морриса, форма найденного объекта – лишь игра сверхсильного магнитного поля в ядре нашей Галактики. При всей неубедительности этой гипотезы, идущей в разрез с прогрессом генетики, все же отметим, что туманность и впрямь находится недалеко от ядра (около трехсот световых лет). – А.Б.
За здоровое электричество
Кевин Бирн (Kevin Byrne), 47-летний житель пригорода Торонто, считал себя жертвой преждевременного старения: жестокие поясничные и суставные боли, частые спутники «золотого возраста», довели его до отчаяния. Поиски истинного виновника недомоганий привели к редчайшему диагнозу: аллергия на электричество.
Дискуссии по поводу существования такого рода аллергии еще не закончились. Кто-то говорит о десятках случаях на миллион, кто-то насчитывает несколько человек на тысячу. Представители гигантов электротехнической индустрии, как и следовало ожидать, настаивают, что утомляемость, головные боли, ухудшение памяти, депрессия и прочие симптомы вызваны не ваттами мощности, а мощью самовнушения. Авторитетный же арбитр в лице Всемирной организации здравоохранения подтверждает реальность состояния гиперчувствительности к электромагнитным излучениям и его взаимосвязь с аллергией на химические вещества.
Британский профессор Денис Хеншоу (Denis Henshaw) из Бристольского университета уверяет, что причиной растущих жалоб на чувствительность к электромагнитным полям является ухудшение качества электроснабжения. «Старомодные» устройства вроде ламп накаливания потребляют энергию равномерно, подобно тому, как спокойно течет вода из открытого крана. Компьютеры же и прочие новомодные штучки заставляют «кран» то и дело открываться и закрываться, течение становится турбулентным, и «трубы» шумят. Человеческий организм не успевает приспособиться к высокочастотным пикам, побочным гармоникам и прочему электрическому сумбуру и заболевает.
Неизвестно, знал ли всю эту теорию Кевин Бирн, но, разочаровавшись в разных прочих мерах, он решил потратить тысячу долларов на специальные фильтры, гасящие флуктуации и перепады напряжения в электропроводке по всему дому. Казавшееся бессмысленным предприятие вроде бы увенчалось успехом – мнимое одряхление отступило. Теперь Бирн открыл сайт, на котором пропагандирует правила электрогигиены. Наука и всем нам, грешным гаджетолюбием: уловив недомогание в собственном организме или в электронном помощнике, проверьте прежде всего качество тока. – С.Б.
Когда секс не в радость
Совместная французско-американская научная группа не так давно опубликовала результаты изучения динамики численности живородящих ящериц в небольших популяциях с различным соотношением самок и самцов. Результат оказался неожиданным.
Понятно, что репродуктивный потенциал (возможное количество потомков) в популяциях определяется исключительно количеством самок. Но предположим, что мы сравниваем друг с другом небольшие популяции с равным количеством самок. Как влияет на их шансы выжить количество самцов?
Когда самцов совсем мало, их недостаток не позволит оставить потомство всем самкам детородного возраста. Впрочем, такая ситуация встречается редко, поскольку разрыв в численности обычно не бывает многократным (а с несколькими самками один самец справится). А вот избыток самцов приводит к увеличению смертности самок и тем самым снижает шансы популяции на выживание. Секс у живородящих ящериц достаточно жесткий: самец удерживает самку челюстями и когтями. Выжившие самки в группах с избытком самцов имеют значительно больше травм. Как ни странно, для сохранения такой популяции желательно удалить из нее лишних самцов!
Популяции с избытком самцов могут возникать в результате изменения условий жизни. Если, к примеру, в связи с глобальным потеплением смертность самцов понизится, их избыточный сексуальный энтузиазм может стать неблагоприятным фактором.
Интересно, что самок много не бывает: их большое количество означает лишь то, что конкуренция среди потомства будет более жесткой и победителями выйдут действительно высокоадаптированные особи. А вот с самцами может выйти перебор. Кто бы сомневался… – Д.Ш.
Новости подготовили
Галактион Андреев [ [email protected]]
Тимофей Бахвалов [ [email protected]]
Сергей Борисов [ [email protected]]
Александр Бумагин [ [email protected]]
Артем Захаров [ [email protected]]
Бёрд Киви [ [email protected]]