Принципиальная невозможность квантового клонирования лежит в основе протоколов квантовой криптографии, которые уже готовы к коммерческому использованию, и ряда других технологий. Что же, теперь все это рухнет? Ничего подобного. Японским ученым впервые удалось подобраться значительно ближе, но лишь к квантовым границам возможного, выполнив за один шаг клонирование и телепортацию квантового состояния. С помощью весьма замысловатой аппаратуры они расщепили лазерный луч на пару похожих, но все же отличающихся друг от друга лучей. Отличаются квантовые состояния клонированных лучей и от состояния исходного. Согласно квантовой теории, предельная точность клонирования может достигать 66% процентов, а в эксперименте удалось получить пока 58%. Но и это очень неплохой результат, который заметно выше классического предела.
О практических приложениях квантового телеклонирования пока речь не идет. Слишком много технологических улучшений аппаратуры предстоит провести, прежде чем можно будет думать о выходе телеклонирования из стен научных лабораторий. Однако уже ясно, что теперь в руках у ученых есть более тонкий и точный инструмент для передачи секретной квантовой информации сразу по нескольким адресам или для ее обработки. Впрочем, как пошутил один из авторов работы, он мечтает о том, как спустя несколько сотен лет можно будет каждое утро телеклонировать самого себя, причем лучшую копию отправить на пляж, а другую в офис. — Г.А.
Звезды заики
Принципиально новый тип звезд посчастливилось открыть международной команде астрофизиков, координируемой из обсерватории Jodrell Bank при Университете Манчестера. Загадочные объекты, которые, по всей видимости, являются близкими родственниками пульсаров, назвали вращающимися мерцающими радиоисточниками (rotating radio transients).
События такого масштаба случаются в астрофизике не часто и происходят совсем не быстро. Все началось с повторного компьютерного анализа данных, собранных 64-метровым радиотелескопом Паркеса (на фото), расположенным в Новом Южном Уэльсе (Австралия). Данные накапливались с января 1998 по февраль 2002 года в процессе поиска пульсаров — вращающихся нейтронных звезд, которые, как маяки во Вселенной, излучают узкие конусы радиоволн. Их направленное излучение попадает на Землю со строгой периодичностью. Компьютер обнаружил одиннадцать необычных радиоисточников, которые время от времени посылали короткий импульс длительностью от двух до тридцати миллисекунд. Эти странные импульсы были очень похожи на помехи от наземных радиостанций и ранее игнорировались.
Однако при анализе выяснилось, что время прихода импульсов подчиняется строгой закономерности. Каждый из источников имеет свой период длительностью от 0,4 до 7 секунд, просто Земли достигает только один импульс, а потом космический радиоисточник замолкает на время от четырех минут до трех часов. Причина такого поведения пока остается загадкой. Эти же источники не раз привлекали внимание наблюдателей и после 2003 года. Сопоставив всю собранную информацию, астрофизики пришли к интересным выводам.
Согласно предварительным оценкам, таинственных «радиомерцальшиков» может быть по крайней мере вчетверо больше, чем обычных пульсаров. Просто их очень трудно обнаружить. В среднем они излучают лишь одну десятую долю секунды в сутки, и эти импульсы, как правило, забиваются помехами. В то же время это одни из самых ярких радиоисточников во Вселенной после гигантского пульсара в Крабовидной туманности и ряда других исполинов.
У теоретиков пока нет объяснений такому странному поведению мерцающих радиозвезд. Совершенно неясно, почему они замолкают, хотя во всем остальном их импульсы очень похожи на излучение пульсаров. Пока считается, что это какие-то особенные нейтронные звезды. Кстати, и некоторые обычные пульсары иногда излучают радиоимпульсы повышенной мощности, однако и это давно известное явление до сих пор остается непонятым. — Г.А.
Двойня у Плутона
Редкостной удачей оборачивается старт исследовательской миссии к Плутону. Нечасто бывает, что судьба сама проводит пиар-кампанию подобных мероприятий, но в этом случае все именно так и выходит.
В самом деле, незадолго до старта зонда (в начале ноября прошлого года) мир облетела весть о том, что трудяга Hubble обнаружил еще два спутника у самой далекой планеты Солнечной системы. Это заявление было сделано с академичной осторожностью, со ссылкой на необходимость проверки, ведь вероятность ошибки при изучении объектов, в пять тысяч раз уступающих по яркости самому Плутону, довольно велика. Тогда повторные наблюдения отложили на февраль, и вот, уже после того, как зонд «Новые горизонты» к Плутону отправился, во всеуслышание объявлено, что спутников у Плутона и впрямь три: Харон, S/2005P1 и S/2005P2 (на фото видны все трое — справа от планеты). Удобоваримых имен объектам пока не дали, зато по нынешним названиям ясно — что открыли, когда и где.
Недолгий срок наблюдения за «новорожденными» не позволяет точно судить об их размерах и параметрах орбит, но даже примерные значения этих величин могут сказать о многом. С погрешностью чуть больше процента выяснилось, что S/2005P1 вращается на расстоянии 65 тысяч километров от Плутона и делает один оборот за 38 суток. S/2005P2 укладывается в 25 суток, и расположился он на расстоянии 50 тысяч километров от планеты (Харон находится в два с половиной раза ближе). Размеры спутников определены менее точно, что связано с неизвестным альбедо их поверхностей. Если предполагать, что отражательная способность спутников такая же, как у Харона, то их размеры примерно 61 и 46 км соответственно.
Предположение, что все три тела сделаны из одного теста, косвенно подтверждается тем, что их орбиты лежат в одной плоскости. Это, в свою очередь, свидетельствует в пользу одновременного возникновения спутников и льет воду на мельницу тех, кто склоняется к распространенной теории об ударном происхождении Харона. В этом случае спутники представляют собой осколки того далекого катаклизма и, возможно, имеют неправильную форму. Если это так, то пересмотру подлежат оценки количества тел в поясе Койпера и плотность их распределения. Бытующие сейчас представления о населенности пояса Койпера позволяют считать ударную гипотезу происхождения спутников Плутона маловероятной.
Эта неоднозначность усугубляется открытием все новых и новых тел на периферии Солнечной системы, даже превосходящих по размерам Плутон (см. «КТ» #626). Все больше поговаривают о том, что, дескать, не быть Плутону планетой, а если и быть, то не последней. — А.Б.
Гром и молния японских зевсов
Оригинальное устройство для создания трехмерных изображений в воздухе недавно продемонстрировали японские специалисты из Национального института передовых промышленных наук и технологий в Токио (AIST) вместе с корпорацией Burton и Университетом Кейо.
Устройство состоит из мощного инфракрасного лазера, способного с частотой сто герц генерировать импульсы длительностью около наносекунды, пары управляемых зеркал для перемещения луча в горизонтальной плоскости, подвижной линзы, которая может сфокусировать луч на различной высоте над аппаратом, а также вспомогательной электроники и оптики. Все это хозяйство управляется компьютером.
Луч инфракрасного лазера невидим, но каждый его выстрел такой мощный, что вызывает оптический пробой воздуха в фокусе лазерного луча. Молекулы воздуха ионизируются, и маленький плазменный шар излучает уже видимый свет. Каждый плазменный шарик светится всего несколько наносекунд, но из-за инерционности нашего зрения из многих шариков, полученных в процессе сканирования лазером пространства, складывается трехмерное изображение.
Экспериментальный образец устройства способен создавать плазменные 3D-картинки в объеме около одного кубического метра на высоте 50—250 см над аппаратом. Увеличив частоту повторения импульсов и улучшив лазерную систему, в принципе, таким способом можно получать и движущиеся изображения больших размеров.
Разработчики утверждают, что скоро подобные устройства, демонстрирующие рекламу, объявления или даже дорожные знаки, можно будет встретить на улицах, в офисах и больших магазинах. А во время праздников мощные лазерные машины вполне способны заменить традиционный фейерверк.
Однако перспективы широкого коммерческого использования подобных технологий вызывают большие сомнения. Энергия лазерного импульса, которая необходима для оптического пробоя воздуха, так велика, что даже слабый блик от случайно попавшего в лазерный луч предмета может навсегда испортить зрение. Не случайно на всех демонстрациях зрители находились в специальных защитных очках. Кроме того, появление каждой светящейся точки сопровождается хлопком от миниатюрного плазменного взрыва, а все вместе хлопки складываются в постоянный неприятный треск во время работы аппарата. Цвет этой технологии недоступен, и имеется ряд ограничений на сложность получаемого изображения. Плазма нижних точек и неоднородности нагретого ею воздуха способны помешать созданию верхних точек, экранируя лазерный луч или нарушая его фокусировку. Впрочем, в мастерских дизайнеров и архитекторов такие устройства, позволяющие быстро получить действительно трехмерное изображение, могут оказаться весьма полезными. — Г.А.
