I november blev det annonceret, at plasmakrystal-eksperimentet på ISS ville blive afsluttet. Specielt udstyr til eksperimentet blev placeret på fragtskibet Albert Einstein og brændte sammen med det over Stillehavet. Dermed sluttede den lange historie om nok det mest berømte rumeksperiment. Jeg vil gerne tale om det og tale lidt om videnskab på ISS generelt.
Hvor er opdagelserne?
Først og fremmest skal du lave en noget demotiverende introduktion. Moderne videnskab er ikke et computerspil, hvor der i princippet ikke er nogen ubrugelig forskning, og hver opdagelse giver en mærkbar bonus. Og desværre er de tider gået, hvor et ensomt geni som Edison alene kunne opfinde mange livsændrende enheder. Nu er videnskab en metodisk bevægelse blindt langs alle tilgængelige veje, som udføres af store organisationer, varer i årevis og kan føre til nul resultater. Derfor ser information om forskning på ISS, som udgives regelmæssigt uden tilpasning til populærvidenskab, ærligt talt meget kedeligt ud. Samtidig er nogle af disse eksperimenter virkelig interessante, og hvis de ikke lover os øjeblikkelige fantastiske resultater, giver de os håb om en forbedret forståelse af, hvordan verden fungerer, og hvor vi bør gå hen for nye fundamentale og anvendte opdagelser .Eksperimentidé
Det er kendt, at stof kan eksistere i fire fasetilstande - fast, flydende, gasformig og plasma. Plasma er 99,9 % af universets masse, fra stjerner til interstellar gas. På Jorden er plasma lyn, nordlys og for eksempel gasudladningslamper. Plasma indeholdende støvpartikler er også meget almindeligt - disse er planetringe, komethaler, interstellare skyer. Og ideen med eksperimentet var kunstigt at skabe et plasma med støvmikropartikler og observere dets adfærd under forhold med jordtyngdekraft og mikrotyngdekraft.
I den første version af eksperimentet (på billedet) blev en ampul med støvet plasma belyst af solens stråler, støvet i plasmaet blev belyst af en laser, og det belyste område blev filmet på kamera. Efterfølgende blev mere komplekse forsøgsopstillinger brugt. Den "sorte tønde", der brændte sammen med "Albert Einstein", var allerede en tredje generations installation.
resultater
Eksperimenter i mikrogravitationsforhold opfyldte forskernes håb - det støvede plasma blev krystallinsk i struktur eller udviste væskers egenskaber. I modsætning til en ideel gas, hvor molekyler bevæger sig kaotisk (se termisk bevægelse), udviser støvet plasma, som er en gas, egenskaberne af faste og flydende legemer - processer med smeltning og fordampning er mulige.Samtidig var der også uventede opdagelser. For eksempel kan et hulrum opstå i krystallen. Hvorfor er stadig uvist.
Men den mest uventede opdagelse var, at det støvede plasma under visse forhold dannede spiralformede strukturer, der ligner DNA! Måske er selv oprindelsen af liv på Jorden på en eller anden måde forbundet med støvplasma.
Udsigter
Resultaterne af mange års forskning i plasmakrystaleksperimentet viser den grundlæggende mulighed for:- Dannelse af nanomaterialer med unikke egenskaber i støvet plasma.
- Afsætning af materialer fra støvet plasma på et substrat og opnåelse af nye typer belægninger - flerlags, porøs, komposit.
- Luftrensning fra industri- og strålingsemissioner og under plasmaætsning af mikrokredsløb.
- Plasmasterilisering af ikke-levende genstande og åbne sår på levende væsener.
Desværre bliver al denne skønhed ikke tilgængelig tidligere end om ti år. For baseret på resultaterne af arbejdet er det nødvendigt at bygge eksperimentelt anvendte installationer, prototyper, udføre tests eller kliniske undersøgelser og organisere masseproduktion.
Forskere forbereder sig på at møde liv i Solens dybder. Forskere skal finde den genetiske kode i nordlyset. Forskere leder efter intelligens i gas- og støvskiver. Forskere er ved at finde gener i en fluorescerende pære. Hvad er dette? Du siger, overskrifterne på de "gule" aviser? Intet som dette! Faktisk kan videnskabelige tidsskrifter snart blive fyldt med disse usædvanlige påstande. Selvfølgelig, hvis en nylig opdagelse bekræftes.
Konventionelt plasma er en ioniseret gas, der er quasi-neutral. Med andre ord er plasma et "sæt" af ioner og elektroner. Deres elektriske ladning er totalt neutral, så plasmaet er ikke opladet. Det har usædvanlige egenskaber, interagerer med eksterne magnetfelter og er et ledende medium.
Plasma kaldes stoffets fjerde tilstand – foruden fast, flydende og gas. Ved første øjekast er plasma noget sjældent og eksotisk, men dette er en misforståelse. Ifølge nogle skøn består op til 99% af universet af det, da det udgør hovedparten af galakser, stjerner og interstellar gas.
Men nogle fysikere er ikke så meget interesserede i almindeligt plasma som i et mere komplekst tilfælde - det såkaldte støvede plasma.
Støvet plasma adskiller sig fra "bare plasma" ved tilstedeværelsen af støvkorn - små partikler med en diameter på 10 til 100 nanometer. For første gang blev støvet plasma observeret under laboratorieforhold i 1920'erne af Irving Langmuir, en nobelpristager i kemi, som faktisk foreslog at indføre ordet "plasma" i videnskabelig brug.
Men siden da har praktisk talt ingen været interesseret i plasma med støv indeni. Kun den mindste smule tiltrak astronomer, fordi kosmisk plasma er tilstoppet med en række partikler: fra stjernestøv til dem, der er en del af Saturns ringe.
Et øjebliksbillede af krystallisationen af ægte støvplasma. Et område på omkring 4 centimeter bredt er vist (foto fra mpe.mpg.de).
Forskere blev igen tiltrukket af støvet plasma i midten af 1980'erne i forbindelse med udviklingen af teknologier til at skabe mikrokredsløb. En af de vigtige udviklingsbetingelser i en række produktionsprocesser var tæthed - mere præcist den fuldstændige begrænsning af adgangen af støv til emnet. Dette skyldtes det faktum, at indtrængen af mikropartikler i visse tilfælde førte til beskadigelse af chippen.
Det viser sig dog, at når man laver chips ved hjælp af plasmaætsning - en metode, der bruger en strøm af plasma til at sputtere et substrat - er det meget svært at slippe af med støv. Forsøgslederne beskyldte dette for, at støv faldt udefra ind i kammeret, hvor ætsning forekommer. Da de begyndte at lægge flere kræfter i at rense det udvendige område, hjalp det ikke meget.
I lang tid kunne ingen forstå, hvad der foregik, indtil der blev sendt en laserstråle inde i kammeret, og de så, at der opstår støv som følge af selve ætseprocessen og kommer ind i plasmaet. I dette tilfælde klæber partiklerne sammen over tid, og i stedet for nanometerstørrelser får de mikrometerskalaer. Og dette er allerede ødelæggende for mikroenheder.
Siden da har videnskabsmænd været mere opmærksomme på støvet plasma og kondenseringen af støvkorn i det. Denne proces kaldes plasmakrystallisation, og sådanne partikler kaldes i sig selv plasmakrystaller.
Typisk i laboratoriet er plasmakrystaller en gruppe partikler ensartet fordelt i rummet. Men denne gang besluttede Morfill at simulere disse partiklers opførsel ved hjælp af en computer. Som et resultat af et sådant eksperiment var forholdene naturligvis ideelle - uden nogen ydre påvirkninger, også uden tyngdekraft.
Forskere i Morfills gruppe byggede en model for udviklingen af en støvsky i et plasma. (a), (b) og (c) er successive etaper. Jo "rødere" støvpartiklen er, jo lavere hastighed er den, jo "blå" jo hurtigere. Hvis vi tror på denne model, som gengiver ideelle forhold, så opfører støvkorn sig i trin (c) som noget mellem et flydende og et sekskantet tætpakket krystalgitter. Forresten foreslår deltagerne i arbejdet, at sådanne strukturer med polykrystallinsk orden kan dannes i støvet plasma (illustration af Tsytovich V. N. et al.).
Forestil dig Morfills og hans kollegers overraskelse, da de så, at som et resultat af computermodellering var det, der skete, ikke det, der sker under virkelige forhold! Baseret på resultaterne af deres eksperiment viste det sig, at plasmakrystallisering ikke førte til udseendet af granuler, der regelmæssigt var fordelt i rummet, men til dannelsen af lange kæder af støvpartikler.
Interessant nok snoer disse kæder sig selv i spiraler. Derudover er de stabile og i stand til at interagere med hinanden. Dette er ret mærkeligt og, kan man sige, mistænkeligt, fordi, som forskere bemærkede i en artikel offentliggjort i New Journal of Physics, er sådanne træk normalt karakteristiske for organiseringen af levende stof. Især for DNA...
Disse computerstrukturer, viser det sig, kan udvikle sig over tid og blive mere stabile. Derudover kan spiralerne under visse plasmaparametre tiltrækkes af hinanden - på trods af at deres ladning er den samme. De er også i stand til at skabe kopier af sig selv.
Processen med at skabe en kopi af en spiral indebærer eksistensen af en mellemliggende hvirvel af partikler, som opstår ved siden af en fordybning i den ene spiral og skaber en ny fordybning på den anden (illustration af Tsytovich V. N. et al.).
Endnu mere interessant er det, at dele af spiralerne kan være i to stabile tilstande med forskellige diametre. Og da mange segmenter med forskellige sektioner kan passe på én spiral, kan de naturligvis overføre information på denne måde.
Selvfølgelig må vi ikke glemme, at sådan "DNA" (de kan ikke kaldes molekyler, da de ikke indeholder atomer, men større støvpartikler) ikke kan eksistere alene uden plasma. Det er dog muligt, at de i løbet af yderligere computereksperimenter kan udvikle sig til mere komplekse strukturer.
Der er noget at tænke over. Når alt kommer til alt, forekommer støvet plasma ret ofte i naturen, og det ville være ret uventet at opdage molekyler, der kan sammenlignes med DNA, f.eks. i en ekstravagant stjernehale. Det er klart, at computerforhold adskiller sig fra naturlige. Men stadig…
Model for interaktion mellem to spiralplasmakrystaller. I dette arrangement ligner de virkelig den dobbelte helix af DNA (illustration af Tsytovich V. N. et al.).
Men det er stadig uklart, om dette kan kaldes – i hvert fald formelt – liv? Hvad mener videnskabsmænd, der ikke var involveret i Morfills arbejde, om dette?
Christopher McKay, en astrobiolog ved NASA, tvivler på det. "Nogle mennesker tror, at livet er et selvorganiserende system, men det samme kan siges om en orkan," sagde han. - De her fyre har lavet noget mere kompliceret end en orkan, og de siger, at det er en levende organisme. Ja, de siger, at disse spiraler kan lagre information, som er en vigtig egenskab ved livet. Men deres arbejde er skuffende, fordi det er rent teoretisk."
David Grier, fysiker ved New York University, udtrykte det mere forsigtigt og mere videnskabeligt: "At kalde noget levende eller ikke-levende er næsten meningsløst, fordi der ikke er nogen streng matematisk definition af liv."
I hvilket omfang computermodeldataene kan afvige fra de virkelige data, kan bedømmes ud fra disse billeder. (a) - billede opnået ved at gengive partiklernes placering i rummet, (b) - billede opnået ved modellering i denne undersøgelse. Forresten er en af de naturlige forhindringer for dannelsen af korrekte strukturer i naturligt støvplasma ujævnheden af støvpartikler i modsætning til ideelle støvkorn simuleret af en computer (illustration af Tsytovich V. N. et al.).
Seth Shostak deler en lignende mening (
I november blev det annonceret, at plasmakrystal-eksperimentet på ISS ville blive afsluttet. Specielt udstyr til eksperimentet blev placeret på fragtskibet Albert Einstein og brændte sammen med det over Stillehavet. Dermed sluttede den lange historie om nok det mest berømte rumeksperiment. Jeg vil gerne tale om det og tale lidt om videnskab på ISS generelt.
Hvor er opdagelserne?
Først og fremmest skal du lave en noget demotiverende introduktion. Moderne videnskab er ikke et computerspil, hvor der i princippet ikke er nogen ubrugelig forskning, og hver opdagelse giver en mærkbar bonus. Og desværre er de tider gået, hvor et ensomt geni som Edison alene kunne opfinde mange livsændrende enheder. Nu er videnskab en metodisk bevægelse blindt langs alle tilgængelige veje, som udføres af store organisationer, varer i årevis og kan føre til nul resultater. Derfor ser information om forskning på ISS, som udgives regelmæssigt uden tilpasning til populærvidenskab, ærligt talt meget kedeligt ud. Samtidig er nogle af disse eksperimenter virkelig interessante, og hvis de ikke lover os øjeblikkelige fantastiske resultater, giver de os håb om en forbedret forståelse af, hvordan verden fungerer, og hvor vi bør gå hen for nye fundamentale og anvendte opdagelser .Eksperimentidé
Det er kendt, at stof kan eksistere i fire fasetilstande - fast, flydende, gasformig og plasma. Plasma er 99,9 % af universets masse, fra stjerner til interstellar gas. På Jorden er plasma lyn, nordlys og for eksempel gasudladningslamper. Plasma indeholdende støvpartikler er også meget almindeligt - disse er planetringe, komethaler, interstellare skyer. Og ideen med eksperimentet var kunstigt at skabe et plasma med støvmikropartikler og observere dets adfærd under forhold med jordtyngdekraft og mikrotyngdekraft.
I den første version af eksperimentet (på billedet) blev en ampul med støvet plasma belyst af solens stråler, støvet i plasmaet blev belyst af en laser, og det belyste område blev filmet på kamera. Efterfølgende blev mere komplekse forsøgsopstillinger brugt. Den "sorte tønde", der brændte sammen med "Albert Einstein", var allerede en tredje generations installation.
resultater
Eksperimenter i mikrogravitationsforhold opfyldte forskernes håb - det støvede plasma blev krystallinsk i struktur eller udviste væskers egenskaber. I modsætning til en ideel gas, hvor molekyler bevæger sig kaotisk (se termisk bevægelse), udviser støvet plasma, som er en gas, egenskaberne af faste og flydende legemer - processer med smeltning og fordampning er mulige.Samtidig var der også uventede opdagelser. For eksempel kan et hulrum opstå i krystallen. Hvorfor er stadig uvist.
Men den mest uventede opdagelse var, at det støvede plasma under visse forhold dannede spiralformede strukturer, der ligner DNA! Måske er endda livets oprindelse på Jorden på en eller anden måde forbundet med støvplasma.
Udsigter
Resultaterne af mange års forskning i "Plasma Crystal"-eksperimentet viser den grundlæggende mulighed for:- Dannelse af nanomaterialer med unikke egenskaber i støvet plasma.
- Afsætning af materialer fra støvet plasma på et substrat og opnåelse af nye typer belægninger - flerlags, porøs, komposit.
- Luftrensning fra industri- og strålingsemissioner og under plasmaætsning af mikrokredsløb.
- Plasmasterilisering af ikke-levende genstande og åbne sår på levende væsener.
ISS-mandskabet gennemførte et unikt eksperiment - News Feed - Finans.
Finansiere
Fuld adresse på artiklen:
http://finansmag.ru/12504
ISS-mandskabet gennemførte et unikt eksperiment
Som den ideologiske inspirator og videnskabelige leder af eksperimentet, akademiker Vladimir Fortov, fortalte observatøren: "Plasma Crystal" er et fælles russisk-tysk projekt. I mange år nu har Det Russiske Videnskabsakademi og International Max Planck Society udført eksperimenter med plasmafrysning under nul-tyngdekraftsforhold. Takket være dette var det muligt at opnå det såkaldte støvede plasma, som udover elektroner, ioner og neutrale partikler indeholder højt ladede mikronstore støvkorn, som bidrager til dannelsen af ordnede strukturer - plasmavæske eller plasma krystaller." Sådanne formationer findes ret ofte i det ydre rum. De optræder også i enheder til termonuklear fusion. "Så snart menneskeheden lærer at producere støvet plasma, vil den modtage nøglen til fundamentalt nye teknologier. Så især støvplasma kan bruges i mikroelektronik, til fremstilling af katalysatorer, dyrkning af kunstige diamanter, omdannelse af kerneenergi til elektrisk energi,” siger akademiker Fortov. Der er helt fantastiske anvendelsesområder for støvplasma , kan den bruges til at skabe en såkaldt plasmastøvsuger, der vil neutralisere radioaktive emissioner under atomulykker. Desuden kan støvplasma danne grundlag for en fundamentalt ny type motorer til rumfartøjer, som vil gøre flyvninger til andre stjerneverdener til en. virkelighed.
Ny Izvestia
http://www.finansmag.ru/7911/12504/print/
Kaptajnen går ud i rummet
Akademiker Vladimir Fortov: "Forelæsninger er hellige!"
Baseret på det faktum, at "alt genialt er enkelt", kunne du tydeligt skitsere essensen af dit unikke rumeksperiment? Undskyld mig, jeg vender mig til snydearket for at citere - "om dannelsen af kvasikrystallinske ordnede strukturer i plasma."
- Der er fire samlede tilstande af stof i naturen: fast (partikler samles til en krystallinsk struktur, og der dannes et gitter), flydende, gasformigt og plasma. Men der er betingelser, hvorunder plasma kan fryses. Vi tager partikler i mikron, giver dem en stor elektrisk ladning – og de stiller sig igen i et gitter. Vi håber, at det ved at bruge dem er muligt at dyrke kunstige diamanter, skabe atomkraftkilder, bekæmpe radioaktive feltemissioner og udføre effektiv katalyse af kemiske reaktioner.
Moskvas comsomolets
fra 23.01.2006
Interviewet af Isabella SAVICHEVA.
http://www.mk.ru/numbers/2001/article68423.htm
ISS-mandskabet kan hjælpe et hold af forskere med at vinde Nobelprisen for fremtidens støvsuger
2005-02-02 10:49:43
"Plasma Crystal" er resultatet af samarbejdet mellem det russiske institut for termofysik i ekstreme stater (ITEK) under det russiske videnskabsakademi og det tyske institut for udenjordisk fysik (IVF), og eksperimentets "gudfædre" var RAS-akademiker Vladimir Fortov og IVF-professor Gregor Morfill. Resultaterne af eksperimentet, bemærker forskerne, vil gøre det muligt at skabe en "støvsuger" til målrettet neutralisering af radioaktive emissioner til atmosfæren under nukleare ulykker, samt at udvikle kraftfulde kompakte atomkraftkilder til rumfartøjer.
En "støvsuger" vil fungere på ISS
På Jorden er de processer, der forekommer i sådanne strukturer, forvrænget af tyngdekraften, mens denne indflydelse er fraværende i rummet. I den nærmeste fremtid vil alt dette finde ganske jordisk anvendelse - i mikroelektronik, design af nanostrukturer, skabelse af atombatterier og udvikling af nye typer energi. Derudover vil eksperimentet åbne nye horisonter inden for medicin - især tandpleje: ved hjælp af plasma-støv-teknologier er det muligt at skabe fundamentalt nye materialer til fyldning og proteser.
Yulia Mamina
På grænsen til det umulige 5(362), 2005
http://anomalia.narod.ru/text8/353.htm
International Space Plasma Center åbnede i dag i Korolev, Moskva-regionen.
Resultaterne af eksperimentet, som ifølge mange videnskabsmænd er en Nobelpris værdig, vil især gøre det muligt at skabe nye kompakte energibatterier og lasere samt udvikle en teknologi til at dyrke diamanter under mikrogravitationsforhold. Det oplyser ITAR-TASS.
08.02.05 15:39
http://www.newseducation.ru/news/2/20050208/9126.shtm
Eksperimenter på ISS vil hjælpe med at skabe en ny generation af atombatteri
"Plasma Crystal" holdes i fællesskab af Rusland og Tyskland. Omkostningerne ved eksperimentet er mere end en million euro om året. Som den videnskabelige direktør for Plasma Crystal-programmet på den russiske side, akademiker fra Det Russiske Videnskabsakademi Vladimir Fortov, fortalte RIA Novosti, er de første resultater af eksperimentet allerede opnået.
"Baseret på forskning i Plasma Crystal-projektet forventer vi sammen med Kurchatov Instituttet at skabe et atombatteri med en levetid på 30-40 år, en effekt på 10-20 kilowatt og en effektivitet på omkring 30 pct. " sagde Fortov. Batteriet, sagde han, vil tjene rumkommunikationssatellitter.
Til dato har det allerede været muligt at designe individuelle elementer i fremtidens atombatteri. "Sammen med Kurchatov Instituttet har vi skabt individuelle elementer, der fungerer uafhængigt, og nu er opgaven at kombinere dem til en enkelt helhed, det vil sige at samle et batteri," bemærkede Fortov.
Derudover vil resultaterne af forsøget ifølge akademikeren også blive brugt i design af en termonuklear reaktor, som periodisk skal renses for støv. Det blev tidligere rapporteret, at de også ville gøre det muligt at skabe en "støvsuger" til målrettet neutralisering af radioaktive emissioner til atmosfæren under nukleare ulykker.
© avisen "Gudok", 21/01/2006 "
nye teknologier
Og himlen vil være fyldt med diamanter
Det er for nylig lykkedes dem at identificere nye plasmatilstande under nul-tyngdekraftsforhold under plasmakrystaleksperimentet på den internationale rumstation. Det resulterende molekylært "uordnede" stof, hvori atomerne bevæger sig kaotisk, er under visse forhold i stand til at blive til for eksempel diamanter. Men indtil videre kan denne produktion kun etableres i rummet. Forresten blev det første eksperiment for at opnå plasmastøvkrystaller udført på Mir-stationen af de russiske kosmonauter Anatoly Solovyov og Pavel Vinogradov i januar 1998.
Og kosmonautforskerne fra den nuværende ekspedition har allerede formået at opnå en plasmakrystal. Forskere observerede dens dannelse med deres egne øjne uden et mikroskop, da afstanden mellem partiklerne i det nye mineral er ret stor.
"Under eksperimenter i kredsløb lærte vi at arrangere atomgitre i den krævede rækkefølge og er ganske i stand til at dyrke kunstige diamanter," sagde akademiker Fortov. - Hvis dette fortsætter, koster diamanter snart ikke mere end almindelige smykker.
Men den anden del af eksperimentet udført i rummet er endnu mere lovende. Forskere har bekræftet ideen om at skabe kraftfulde strømkilder fra frossen plasma, som Institut for Termofysik kalder atombatterier til rumfartøjer.
Kompakte batterier, der kun er i stand til at fungere under vægtløse forhold, giver energi til flyvninger til ethvert hjørne af solsystemet.
Vitaly TETERYATNIK
http://www.gudok.ru/index.php/print/32010
Folketingets avis nr. 790 for 23.8.01
Kategori: sensationer i det 21. århundrede
Krystaller fra rummet
# Alt sker på en mærkelig måde, # fortsætter akademiker Fortov, # men ikke desto mindre sker det. Og naturligvis henledte videnskabens klassiker opmærksomheden på dette fænomen. Der var sådan en Wiener, han beregnede partiklernes frie energi, og det var ham, der foreslog os alle, at plasma har en tendens til at bevæge sig fra kaotisk bevægelse til ordnet. Desuden gør hun dette af egen fri vilje og ikke under tvang. Det blev kaldt #nonideal plasma#.
Det ser ud til, at alt burde være anderledes. Hvis plasma selv forsøger at #sætte sig selv i rækkefølge#, så skal det hedde #ideal#. Jeg tror ikke, der er brug for mange beviser. Det er nok at se en kvinde gøre sig klar til at gå i teatret eller på besøg. Men fysikere har deres egen logik: Jo mere et stof eller fænomen #afviger # fra standarden, jo mere tiltrækker det deres opmærksomhed. Navnet #imperfect plasma# tiltrækker dem straks. Men deres logik er klar: mænds opmærksomhed tiltrækkes altid enten af en meget smuk kvinde, eller tværtimod af en # ikke særlig, generelt # ikke-standard.
Og akademiker Fortov fortsætter:
# 98 procent af alt stof i naturen eksisterer i en stærkt komprimeret plasmatilstand. For at opnå en sådan tilstand har du brug for stærke tryk # millioner og milliarder af atmosfærer, # og høje temperaturer. Processer sker i øjeblikkelige # brøkdele af et sekund, og de skal måles ved hjælp af forskellige metoder. De færreste ved, hvordan man gør dette, primært os og amerikanerne. Dem der lavede atomvåben. Dette er fysik med høj energitæthed. Først skal sagen komprimeres kraftigt, og så begynder den at flyve fra hinanden. En af mulighederne for denne proces er en atomeksplosion. Så... For ganske nylig, bogstaveligt talt i de senere år, har folk bemærket, at det ikke er nødvendigt at efterligne de processer, der sker i stjerner, altså at opnå ultrahøje tryk og temperaturer. Man kan gøre det helt anderledes, på en snedig måde... Men det viser sig at være en meget smuk ting!
# Måske er det smukt, men det er stadig ikke klart, hvad du mener!
# Hvis jeg har en plasma # standard, standard, almindelig, for eksempel som i den samme fluorescerende lampe, og jeg hælder støv i den, så vil hvert støvkorn blive opladet til et potentiale på en eller to elektronvolt. Støvkornene vil begynde at interagere... og jeg får i laboratoriet selve de processer, der sker i stjerner.
# Men i ubetydelige mængder?!
# Og det er her det sjove begynder! Jeg tager en almindelig lysstofrør (selvfølgelig groft), får den til at brænde ujævnt og hælder pulver i den og dermed får jeg et uperfekt plasma. Jeg kan se, hvad der sker i det med mine egne øjne: Jeg observerer chokbølger, ændringer i typen af gitter...
# Hold op! Det blev udtalt af fysikere, at der er processer, der ikke kan modelleres. Især talte vi om nogle plasmatilstande. Siger du, at det var en fejl?
# Jeg hævder ikke, men demonstrerer mange fysiske fænomener...
# Hvorfor var eksperimenter i rummet nødvendige?
# Partiklerne er ret tunge, og derfor gør tyngdekraften det muligt kun at opnå et eller to lag, # svarer videnskabsmanden, # men i rummet får man en tredimensionel struktur.
# Hvordan lykkedes det dig at komme i kredsløb? De siger, at der er for mange interesserede, og at de fleste af dem ikke har penge. Derfor foretrækkes udlændinge... Har de hjulpet denne gang?
# Fortæl sandheden? Okay... Min fortid spillede en stor rolle... Hvor kom jeg fra? Fra det oprindelige militær-industrielle kompleks. Jeg arbejdede på Forskningsinstituttet for Termiske Processer. Og nu står alle mine venner i spidsen for rumprogrammer, og selvfølgelig hjalp gamle forbindelser... Men ikke desto mindre ville jeg ikke have været i stand til at komme ud i rummet, hvis arbejdet ikke var det værd. Sammen med tyskerne lavede de installationen, den vejer lidt og er derfor attraktiv for enhver rumarbejder. Det ser ud til, at der er få bekymringer, men der er mulighed for at fortælle dem, at de laver stor videnskab. Så mange menneskers og organisationers interesser faldt sammen, hvilket hjalp os i kredsløb. Først blev der udført to eksperimenter på #Mir #...
Amerikanerne blev meget overraskede, da de fandt ud af, at russerne havde sådan en unik forskningsfacilitet i deres modul. De vidste om dens eksistens, desuden stiftede # astronauterne bekendtskab med # Krystallen #, men de forventede at begynde at arbejde med den om fem år, det vil sige når samlingen af ISS var færdig. I mellemtiden er hovedfokus i astronauttræning på installationsarbejde.
Vi skal hylde Sergei Krikalev, en af de mest erfarne kosmonauter ikke kun i Rusland, men også i USA. Han fløj både som en del af vores besætninger og amerikanske. Sergei har en særlig passion for videnskabelige eksperimenter, han forstår, at de er grundlaget for astronautikken, og for deres skyld valgte han dette erhverv. Hans entusiasme og energi spillede måske hovedrollen i succesen med #Plasma Crystal#. Men i øvrigt havde han også en meget pålidelig assistent: Yuri Gidzenko arbejdede fejlfrit både under træning på jorden og i kredsløb. Chefen for den første langsigtede ekspedition til ISS, William Sheppard, selv om han gennemgik hele træningscyklussen under dette program, forblev stadig ligeglad med det: som en ægte rumkommandant var han primært bekymret for teknologien og det gode besætningens humør. Begge var normale, og derfor opfordrede Sheppard sine andre ekspeditionsmedlemmer til at blive fascineret af #Krystallen.
Resultaterne oversteg alle forventninger og vakte en sensation blandt fysikere! Der er mange flere tilhængere af ISS-flyvningen, især i Tyskland. Der vakte det fælles russisk-tyske eksperiment en sådan begejstring, som om der var sket noget overnaturligt. Eller er det måske sandt?
Og igen kommentaren fra akademiker Vladimir Fortov:
# Først: Jeg tager bare hatten af for fyre som vores kosmonauter. Jeg tror, at de godt kunne forsvare en afhandling om dette arbejde #, de satte jo gang i en ny retning...
# Jeg hørte, at denne idé er en milliard dollars værd?
# Ja, rygterne går meget hurtigt i disse dage!
# Og de har en grund?
Fortov griner. Men så siger han ganske alvorligt:
# Jeg vil ikke skjule: I dag taler vi faktisk om en milliard dollars. Det er det, vi forventer at skabe. Dette er primært et fælles russisk-tysk forskningsinstitut, som skal udføre arbejde med plasmafysik. Jeg er medlem af det tyske akademi, G. Morfill er medlem af vores akademi. Hvad er der galt, hvis to akademikere opretter ét institut for at arbejde sammen? Efter min mening er denne idé fuldt ud i overensstemmelse med den nuværende idé om videnskabeligt samarbejde. Forskning vil især finde sted om bord på ISS. Samtidig vil vi skabe et virtuelt rumlaboratorium. Vi har sendt forslag til alle lande i verden, hvis betydning er meget enkel: Vi har installationer om bord på ISS, og vi er klar til at levere dem til visse projekter. Eksperter vurderer specifikke forslag, og de bedste udvælges. Den Europæiske Rumorganisation er klar til at finansiere dette arbejde... Så der er ideer, og med vores første arbejde ombord på ISS har vi bevist, at vi kan implementere dem på højeste videnskabelige niveau. Så information om videnskabens tilbagegang i Rusland er stadig meget for tidligt...
Innovationsportal
Ural føderale distrikt
WWW.INVUR.RU
07-14 februar
02/09/2005 International Space Plasma Center åbner i Moskva-regionen
KONGE Det internationale rumplasmacenter åbnede i går i Korolev, Moskva-regionen. Som det fremgår af det russiske institut for termofysik i ekstreme stater (ITEK) under det russiske videnskabsakademi, "var grundlæggerne af centret, ud over ITEC, det tyske institut for udenjordisk fysik i Max Planck Society, ledet af professor Gregor Morfill, og Russian Space Corporation (RSC) Energia, ledet af generaldesigner Yuri Semenov ".
"Salizhan Sharipov begyndte den 2. februar om bord på den internationale rumstation den sidste 12. session af plasmakrystal-eksperimentet inden for støvplasmafysik ved brug af PK-3-udstyr," sagde Mission Control Center. "Sharipov vil diskutere resultaterne af dette unikke videnskabelige projekt i dag under en direkte kommunikationssession "TsUP-ISS" med den tyske minister for uddannelse og videnskabelig forskning Edelgard Buhlmann, såvel som med "gudfaderen" af eksperimentet - Akademiker fra Det russiske Videnskabsakademi Vladimir Fortov,” bemærkede kilden.
(…)
Resultaterne af eksperimentet, som ifølge mange forskere er en Nobelpris værdig, vil især gøre det muligt at skabe nye kompakte energibatterier og lasere og udvikle en teknologi til dyrkning af diamanter under mikrogravitationsforhold. Det oplyser ITAR-TASS.
http://www.invur.ru/print.php?page=news&id=10429
Værk nr. 024 for 02/11/2005
TANDFYLDNINGER FRA RUMMET
"Støvplasma er en ny, hidtil ukendt tilstand af stof," forklarede lederen af programmet, akademiker ved Det Russiske Videnskabsakademi Vladimir Fortov. - Dette er et plasma, der ikke kun indeholder elektroner, ioner og neutrale partikler, men også højt ladede støvpartikler i mikronstørrelse. Interaktionen mellem disse partikler fører især til dannelsen af ordnede strukturer, som vi kalder plasma-støvkrystaller. På Jorden er de processer, der forekommer i sådanne strukturer, forvrænget af tyngdekraften, men i rummet er denne indflydelse fraværende. I den nærmeste fremtid vil resultaterne af eksperimentet finde ganske jordisk anvendelse - i mikroelektronik, i skabelsen af atombatterier og udvikling af nye typer energi. Derudover vil eksperimentet åbne nye horisonter inden for medicin - især tandpleje: ved hjælp af plasma-støv-teknologier er det muligt at skabe fundamentalt nye materialer til tandfyldninger og proteser.
Diamant fra støv
Dato: 24/02/2005
Emne: Videnskab og teknologi
Frosset plasma vil blive brugt til at behandle tænder
Russiske fysikere har gjort, hvad der blev anset for umuligt i går - de har "frosset" plasma. Dette er resultaterne af et eksperiment udført på den internationale rumstation.
Forskere siger, at de kan dyrke enorme og utroligt rene diamanter i rummet.
Russiske og tyske fysikere har opnået en paradoksal materiens tilstand. Dette er krystallinsk plasma. Resultatet af eksperimenterne er uden tvivl opsigtsvækkende og fortjener ifølge videnskabsmænd en Nobelpris.
Salizhan Sharipov og Leroy Chiao, der arbejder på ISS, viste, hvordan støvet plasma bliver til krystal. Forsøget udføres i et vakuumkammer, hvori mikronstore støvpartikler indføres, og hvor plasma dannes. Under påvirkning af et elektronfelt i vægtløshed skabes en ideel krystallinsk struktur fra kaos. Partikler observeres ved hjælp af specielle lasere.
Forskere, der arbejder på dette program, og astronauter er ikke overrasket over dette resultat. Forsøget begyndte på den russiske Mir-station og blev udført i en almindelig glaskolbe. Efter at have studeret de første resultater sagde eksperter på Jorden: "Der er ikke en sådan tilstand af stof." Nu er der ingen grund til at bevise dette. I dag taler vi om den praktiske anvendelse af denne opdagelse.
Der er en idé om at skabe et kraftfuldt atombatteri til kommunikationssatellitter, der vil fungere i mere end 30 år. Forskere forventer også at skabe en "støvsuger" til at fjerne radioaktive emissioner under forskellige typer ulykker.
"Hovedproblemet i Tjernobyl var støv. Det skulle samles ind. Opladet støv kan opsamles fra et volumen af et elektrisk felt, hvorfor det i jargon kaldes en "støvsuger", siger RAS-akademiker Vladimir Fortov.
Der er allerede implementerede ideer: baseret på forskning er der blevet skabt nye lasere og specielle installationer, der bruges i tandplejen til at bekæmpe caries, samt ideelle halvledere til mikroelektronik. Derudover er enorme krystaller, i modsætning til dem på Jorden, "bagt" af diamantstøv i rummet. "Afstanden mellem dele af krystaller er titusindvis af gange større end i et fast stof," siger akademiker Fortov. - Det betyder, at man med egne øjne kan se alle de processer, der sker i kroppen. Du behøver ikke røntgenbilleder."
COMPUTERRA:
Forskningen i Plasma Crystal-programmet vil fortsætte
Udførelse af dette unikke eksperiment på ISS
"http://rian.ru/technology/20050208/22323428.html " target="_blank"
koster cirka en million euro om året, dets finansiering
udført i halvdelen af Tyskland og Rusland. På trods af det store
omkostningerne ved eksperimentet, forskerne er overbeviste om dets nødvendighed, da
De opnåede resultater vil gøre det muligt at skabe kompakte strømforsyninger med
meget lang levetid, samt nye systemer til rensning af stoffer.
Ifølge Fortov, baseret på forskning i Plasma-projektet
krystal" vil der blive skabt et atombatteri med en levetid på 30-40 år og
effekt 10-20 kW med en virkningsgrad på omkring 30 %, in
Kurchatov Instituttet vil deltage i gennemførelsen af dette projekt. I
Det har nu været muligt at konstruere individuelle elementer af en nuklear
fremtidens batterier, og nu opgaven med at kombinere dem til en enkelt
hel.
http://computerra-info.msk.ru/fido7.ru.computerra/8449.html
Akademikere bulede ministeren
Andrey Kondrashov
...akademiker Fortov. Han forklarer præsident Putin princippet om drift af elektromagnetiske våben, de har arbejdet på det i årevis, og nu har de det. Det samme institut studerer støvet plasma, det fylder det interstellare rum. Efter 10 års forskning lærte de at kontrollere plasma. Om yderligere ti år er en revolution i verdens energisektor mulig. Eller det er ikke længere muligt, videnskabsmanden stopper pludselig op. Meget afhænger nu ikke af enheder.
http://www.websib.ru/noos/economy/news/05-06-03i.htm
Ekstreme forter
Hvorfor bliver vores "dårlige" ideer bogstaveligt talt revet fra hinanden i Vesten, men her har ingen brug for dem?
Yuri Medvedev
Udgivelsesdato 8. februar 2005
RG I dag åbner den tyske videnskabsminister et russisk-tysk forskningscenter for plasmafysik i Moskva, hvor dit instituts arbejde præsenteres. Hvad er deres essens?
Fortov, jeg bliver nødt til at huske skolen. Fra fysikkurset kendes fire stoftilstande: fast, flydende, gasformig og plasma. Overgangen til hver næste tilstand er ledsaget af stigende opvarmning og tab af orden i stoffets struktur. På et tidspunkt fremsatte nobelpristageren Wigner ideen om, at plasma kunne "fryses". Vores store teoretikere Landau og Zeldovich overvejede en lignende mulighed. De angav også vejen: energien af interaktion af partikler i et plasma skal være større end dets temperatur. Men klassikerne forklarede ikke, hvordan man gør dette specifikt.
For nylig blev en sådan metode fundet. Vi indfører støvpartikler i plasmaet. Under visse forhold akkumulerer de en enorm afgift. Det giver en sådan energi af partikelinteraktion, at støvkorn stiller sig op i krystaller. Resultatet er en slags "frossen" plasma.
RG Hvorfor foregår der eksperimenter i rummet, på ISS?
"Nej" til digital stratificering i Rusland!
D.V.
Dette er, hvad deltagerne i Ruslands første internationale seminar "Problems of Coming the Digital Divide in Rusland og CIS-landene" sagde. Det fandt sted den 28. november i pressecentret i regeringshuset i Den Russiske Føderation. Interesserede parter fra Chelyabinsk, Tomsk, Perm og andre store byer i landet deltog eksternt i seminaret.
Alle de annoncerede talere optrådte overraskende som én, men ikke alle var i stand til at tale på grund af mangel på tid. Arrangørerne, primært Ministeriet for Regeringsinformation i Den Russiske Føderations regering, lovede dog at frigive en samling af alle udarbejdede rapporter (information om indsamlingen kan fås på [e-mail beskyttet] eller [e-mail beskyttet].
Diskussionsemnerne, der blev foreslået deltagerne, lød ret vanskelige:
Definition af begrebet "digital ulighed" ("digital kløft");
National Digital Divide Measurement;
Vurdering af situationen og tendenser på globalt plan;
Økonomiske, politiske, juridiske, sociale, teknologiske, kulturelle, uddannelsesmæssige og andre aspekter af problemet;
Statens plads og rolle i løsningen af problemerne med digital ulighed;
Civilsamfundsinstitutioner og virksomheder i forbindelse med globale og nationale informationsprocesser;
Internationale og nationale initiativer, projekter, løsninger, erfaring.
Akademiker Vladimir Fortov overbeviste publikum om, at der blev udført grundlæggende forskning i Rusland om kvantecomputere, kvanteteleportation og andre nye fysiske metoder til beregning og transmission af information. Vi er meget stærke, sagde han, inden for elektromagnetiske emittere - militære våben i informationskrige. Vores anden fordel i forhold til alle er et vidunderligt system for videregående uddannelse, især i fysik og matematik. For eksempel tog akademikeren teorien om funktioner af komplekse variabler i sit andet år på MIPT. Og forestil dig hans overraskelse, da han besøgte amerikanske universiteter og erfarede, at kun kandidatstuderende studerer denne teori der. Gad vide, hvad vores kandidatstuderende så studerer?
Spørgsmålene i spørgeskemaet "I går, i dag, i morgen" (se "Science and Life" nr. 9, 12, 2004; nr. 1, 2, 3, 2005) besvares af berømte videnskabsmænd - forfatterne til "Science and Life" ”.
1. Beskriv venligst tilstanden for det videnskabsområde, du arbejder inden for, hvordan var det for omkring 20 år siden? Hvilken forskning blev udført dengang, hvilke videnskabelige resultater var de mest betydningsfulde? Hvilke af dem har ikke mistet deres relevans i dag (hvad er tilbage i grundlaget for opbygningen af moderne videnskab)?
2. Beskriv den aktuelle tilstand af det naturvidenskabelige og teknologiske område, du arbejder inden for. Hvilke værker fra de seneste år anser du for de vigtigste og mest fundamentale?
3. Hvilke milepæle vil dit videnskabsområde nå om 20 år? Hvilke grundlæggende problemer tror du kan løses, hvilke problemer vil bekymre forskere i slutningen af det første kvartal af det 21. århundrede?
I EKSTREME STATES FYSIK ER VI STADIG LEDERE
Akademiker V. FORTOV, direktør for Institut for Termofysik i Ekstreme Stater i Det Russiske Videnskabsakademi.
Vi indtager en førende position i studiet af Coulomb-bestilling i meget ikke-ideelle støvede plasmaer. Betingelserne for Coulomb "frysning" blev realiseret, og plasmavæsker og krystaller blev opnået. Der arbejdes i stor skala på termisk, elektrisk udladning, nukleare, stråle og optiske metoder til at generere støvet plasma, herunder eksperimenter på den internationale rumstation.
Forskere fra den videnskabelige skole for akademikere A.V. Gaponov-Grekhov og G.A. Mesyats opnåede banebrydende resultater om generering af rekordhøje (multi-gigawatt) kræfter af mikrobølgestråling og foreslog de mest interessante praktiske anvendelser af disse enheder.
Når vi taler om teoretisk arbejde, vil jeg bemærke udvidelsen af Monte Carlos numeriske metoder og molekylær dynamik til beskrivelsen af kvantefænomener. Meget avancerede metoder til beregning af ikke-stationære gasdynamiske fænomener i tætte plasmamedier er dukket op.
Jeg håber, at perioden med stagnation i vores videnskab vil ende, og jeg er overbevist om, at om 20 år vil fysikken i ekstreme tilstande ikke miste relevans. Vi taler trods alt om at forstå de mest generelle, grundlæggende processer i natur og videnskab, om det grundlæggende i energiteknologier.
I den nærmeste fremtid vil det tilsyneladende være muligt at registrere de termodynamiske manifestationer af faseovergange i højt komprimeret ikke-ideelt plasma.
Kraftige femtosekund- og attosekundlasere vil gøre det muligt at bevæge sig opad på trykskalaen ind i ultramegabar - gigabar-området, hvor det vil være muligt at se eksperimentelle manifestationer af "skal"-effekter, nye fasetransformationer af stof, studere kinetikken af ultrahurtig og atermal faseovergange og mekanikken ved højhastighedsdeformation, ødelæggelse og smeltning ved undertryk. Eksperimentører vil have enheder til at generere ultrahøje energikoncentrationer, som vil gøre det muligt at studere relativistisk plasma, spontan dannelse af elektron-positron-par, gigagauss magnetiske felter, bygge plasmaacceleratorer, studere kernereaktioner i varme plasmastråler og mange andre fænomener, der vi kan ikke engang nu forestille os.