ЧЕТЫРЕ ОТКРЫТИЯ
Инженер И. ИРОВ
Есть в Москве, в Малом Черкасском переулке, здание. У дверей вывеска «Комитет по делам изобретений, и открытий при Совете Министров СССР» Здесь регистрируются открытия. Как же часто это происходит? С 1957 года было зарегистрировано больше ста открытий. За первые четыре месяца 1972 года - пять. Все в области физики, и химии. Что же открывают архимеды двадцатого века?
УЛЬТРАЗВУК-УСИЛИТЕЛЬ
Автор этого открытия - академик АН БССР Е. Г. Коновалов.
Явление капиллярности - одно из важнейших в природе. Все живое живет в значительной степени благодаря ему. Ствол, ветви, стебель, и листья растений пронизаны множеством капиллярных каналов, через которые благодаря эффекту подъема жидкости проходят ко всем точкам растения питательные вещества. Огромное значение имеет это явление в технологии пропитки твердых веществ различными жидкостями с самыми различными целями - от соления селедок, и смоления шпал до изготовления специальной керамики, пропитанной расплавленным металлом.
Естественно, что было заманчиво научиться управлять этими явлениями - понять их суть. Оказалось, что магическое влияние на капиллярное поднятие жидкости оказывает ультразвук. Если жидкость в капилляре совершает ультразвуковые колебания под влиянием, какого-либо источника, то капиллярный эффект резко возрастает высота поднятия порой увеличивается в несколько десятков раз, значительно возрастает, и скорость подъема. Помимо чисто научной ценности, открытый эффект имеет, и промышленное значение. Он лег в основу новых установок для пропитки, которые уже применяются на производстве.
Так открытие, сделанное в лаборатории, в короткий срок шагнуло в заводской цех. Это, наверное, одна из характерных черт открытий двадцатого века.
«ПРАВЫЙ», и «ЛЕВЫЙ» АЗОТ
В органической химии известны «левые», и «правые» соединения. Казалось бы, и состав один, и соединены атомы в одинаковой последовательности, а свойства веществ оказываются различными. Все дело в том, что эти молекулы похожи друг на друга, как человек на свое отражение в зеркале вроде бы, и то же самое, да не совсем. Многие из таких «правых», и «левых» соединений - скажем, на основе углерода - устойчивы, но есть такие, как, например, производные аммиака они непрерывно переходят из «левого» в «правое» состояние, и обратно, подобно тому, как если кто-нибудь стал бы очень быстро выворачивать туда-сюда трехпалую перчатку.
Перед учеными стояла задача выяснить, можно ли получать соединения трехвалентного азота с устойчивой конфигурацией, то есть возможно ли выделение, какой-либо одной из форм - «правой» или «левой»
Долгое время считалось, что неустойчивость конфигурации - непреложный закон для соединений трехвалентного азота. Однако, и эту непреложность постигла участь многих других, развенчанных наукой. Тщательный анализ, проводимый на солидной теоретической базе, позволил ученым Института химической физики АН СССР получить ряд новых соединений, являющихся исключением из правила. Азот в них сохранял устойчивую конфигурацию. Химики понимали, что значит новый феномен для теории, и практической технологии, поэтому за прошедшие годы этот эффект был подробно изучен, и список веществ, в которых он наблюдается, был расширен. Появились работы, и за рубежом. Но приоритет, бесспорно, принадлежал советской науке. Регистрация открытия «явление конфигурационной устойчивости трехвалентного азота в не мостиковых структурах» - подтвердила это, и подвела итог многолетнего труда академика АН Латвийской ССР С. А. Гиллера, доктора химических наук Р. Г. Костяновского, и кандидатов химических наук А. В. Еремеева, В. А. Пе-стуновича, М. Ю. Лидака, 3. Е. Самойловой, О. А. Паньшина, и И. И. Червина.
У молодого открытия большие перспективы. На основе новых соединений могут быть созданы ионообменные смолы для разделения компонент при получении синтетических продуктов питания. Открываются новые возможности в создании эффективных лекарств направленного действия, сверхактивных химических веществ, вызывающих изменения наследственных признаков, широко применяющихся для создания новых промышленных микроорганизмов, и культурных растений, насекомых, и животных.
НОВОСТИ С ФРОНТА ВОЛНЫ
Детонация - явление известное. Кто не слышал, как, захлебываясь, стреляет автомобильный мотор?
Детонация представляет собой движение со сверхзвуковой скоростью фронта волны высокого давления при горении газовой смеси или твердого тела. Она может быть врагом взрывы рудничных газов на шахтах, неправильный режим работы двигателей, выводящий их раньше времени из строя, - все это проявление детонации. Поэтому понятен интерес, с которым физики относятся к этому явлению.
Долгое время считалось, что фронт детонационной волны - это гладкая, устойчивая поверхность. Однако еще в 1957 году Ю. Н. Денисов (тогда дипломник МИФИ), и его научный руководитель Я. К. Трошин заметили периодические неоднородности свечения детонационного фронта в газах в условиях, весьма далеких от пределов существования детонации. Подробные исследования, проведенные кандидатом физико-математических наук Ю. Н. Денисовым, доктором физико-математических наук Я. К. Трошиным, членом-корреспондентом АН СССР К. И. Щепкиным (Институт химической физики АН СССР), членом-корреспондентом АН СССР Б. В. Войцеховским, доктором физико-математических наук В. В. Митрофановым, и кандидатом физико-математических наук М. Е. Топчияном (Институт гидродинамики СО АН СССР), пролили новый свет на природу детонационной волны. Оказалось, что это не ровная, а, как бы кипящая поверхность; она покрыта мельчайшими «пузырями», колеблющимися вперед-назад с колоссальной частотой - несколько миллионов колебаний в секунду. Обнаружить это удалось при помощи специальных фотографий. Кроме того, Ю. Н. Денисовым, и Я. К. Трошиным был предложен новый оригинальный, так называемый следовой метод ученые изучали «следы» детонации на стенках трубы, покрытых слоем сажи, и по форме, и густоте сетки следов судили о характере детонации. Так открытие порождает метод, а новый метод, в свою очередь, тоже есть открытие.
Знание новых закономерностей явления - благо хотя бы потому, что дает лучшие возможности для управления этим явлением. Детонация-враг может быть скорее побеждена, когда люди будут лучше знать своего противника - знать законы, по которым он существует. Это же знание поможет ученым, и конструкторам, пробующим превратить детонацию в полезного работника.
КОГДА ЗАКИПАЕТ ПЛАЗМА
Слово «плазма» считается одним из символов нашего века. И не напрасно управляемый термоядерный синтез - едва ли не главная цель современной физики, и энергетики, призванных обеспечить источником энергии нашу бурно развивающуюся цивилизацию. В термоядерном реакторе будущего плазма должна иметь температуры порядка десятков, и сотен миллионов градусов.
Как же ее разогреть? Первая мысль нагреть электрическим током, ведь плазма - проводник. Но, к сожалению, плазма в «спокойном», обычном состоянии - слишком хороший проводник, сопротивление ее ничтожно, поэтому почти все тепло выделится не в плазме, а в проводах, подводящих ток. Казалось бы, что возможности тока для нагрева плазмы исчерпаны, но в современной физике все не так просто, и, правда, не сразу, но пути нагрева плазмы электричеством были найдены. Цикл этих работ проводился под руководством академика Е. К. Завойского.
Сначала теоретики рассчитали, а затем было подтверждено экспериментом, что если в плазме течет ток больше определенной величины, то начинаются турбулентные явления - плазма, как бы закипает, «бурлит», в ней образуются вихри, и возникают колебания самой различной частоты.
От всего этого электрическое сопротивление плазмы резко растет, и нагревание током становится эффективным. Эксперименты, проведенные учеными Института атомной энергии имени И. В. Курчатова, и Харьковского физико-технического института, установили возможность нагрева плотной плазмы в магнитных ловушках до 20 - 30 миллионов градусов.
Недавно зарегистрированное открытие советских физиков - аномальное увеличение сопротивления, и турбулентный нагрев плазмы - с интересом встречено учеными за рубежом. Эксперименты, подобные советскому, сейчас проводятся в США, Англии, Японии, Голландии, и ФРГ. Интерес к этому новому свойству плазмы объясняется еще, и тем, что оно проливает дополнительный свет на природу полярных сияний, магнитных бурь, и солнечных вспышек.
Но в первую очередь турбулентный нагрев плазмы - как научный факт, и, как технологический прием - это ступенька на пути к термоядерным энергетическим установкам будущего.
Читайте в любое время
