Зыбкая экзотика нанофизики

В самое ближайшее время в России в той или иной степени примут грандиозную программу по нанотехнологии с невероятным для нашей нынешней науки объемом финансирования. По крайней мере, споры о форме поддержки идут на самом высоком уровне. Помощь государства дает шанс избежать «отставания навсегда» российской технологии, аналогичного тому, которое было предопределено в 70-е годы в традиционной микроэлектронике и исправляется теперь с огромным трудом. Например, лучшие российские микросхемы производятся сейчас с разрешением в 0,22 микрона (220 нанометров), что соответствует мировому уровню ведущих производителей 1998 года, в то время как на любом компьютерном рынке уже имеются в продаже изделия, изготовленные с разрешением 90 нанометров.

Приставка «нано» сейчас самая «грантообразующая» во всем мире - о государственном финансировании исследований по нанотехнологиям в США уже упоминалось.

Для физиков и химиков объекты с размерами в данном диапазоне стали объектами исследования задолго до 1974 года. Наиболее старые «нанонауки» - квантовая механика и коллоидная химия. Однако долгое время все методы исследования нанообъектов были косвенными - анализ спектров, рассеяния света и других видов электромагнитного излучения. Когда же ученые добрались до более-менее прямых методов исследования, выяснилось, что физика наномира оказалась более сложной, чем ожидали и теоретики, и экспериментаторы.

К 80-м годам ХХ века для отдельных атомов и не очень больших молекул, находящихся либо в вакууме, либо в избытке твердого инертного газа при низких температурах, удалось предложить теоретическое описание, вполне совпадающее с экспериментальными данными. Созданная еще в XIX веке классическая термодинамика прекрасно описывала свойства граммовых (и более) количеств вещества, находящегося в равновесии со своим окружением.

В итоге физики могли хорошо описать вещество либо на уровне отдельных атомов, либо состоящее из бесконечного числа связанных атомов.

Физика твердого тела, особенно для кристаллических структур, считалась почти завершенной теоретической и экспериментальной наукой к 1986 году, однако открытие высокотемпературной сверхпроводимости заставило пересмотреть считавшуюся классической теорию.

Быстрое развитие физики микро- и нанообъектов началось после создания в 1958 году первой интегральной микросхемы. При производстве микросхем пришлось учитывать, например, что удельная электропроводность относительно широких (микроны), но тонких (нанометры) металлических пленок существенно отличается от таковой для массивных металлов - проводимость пленки ниже из-за соударений ее электронов с близко расположенными поверхностями. Пришлось развивать теорию и накапливать новые экспериментальные данные.

Искусство начиналось с порно

Первым проявлением веры в сверхъестественное ученые считают поклонение матери-земле (она же богиня-мать, она же символ женского начала). За её редкими скульптурными изображениями устойчиво закрепилось шутливое поначалу прозвище «Венера», и до сегодняшнего дня самыми древними «венерами» считались статуэтки граветтской культуры, возраст которых оценивается в 25–30 тысяч лет. Теперь этот рекорд пал.

Николас Конард из немецкого Университета Тюбингена обнаружил в пещере Холе-Фельс в юго-западной Германии статуэтку, которой как минимум 35 тысяч лет.

Скульптура, вырезанная из бивня мамонта, стала самым древним изображением богини-матери и одним из самых древних произведений искусства, известных археологам. И его, судя по всему, надо относить к порнографии – именно так на юридическом языке называется гипертрофированное изображение половых органов.

В определенной степени находка не стала случайностью: именно на территории Германии располагается большая часть известных пещер, служивших домами для европейцев 20–40 тысяч лет назад. Пещера Холе-Фельс, расположенная невдалеке от Ульма, стала известна в 1830 году, когда местный гончар, заглянувший туда в поисках глины, обнаружил в ней кости пещерного медведя. А археологическая история пещеры начинается в 1870 году, когда профессор Оскар Фраас попробовал провести первые систематизированные раскопки.

Самыми известными находками за всё это время стали фрагменты статуэток человекольва, птицы и голова не то лошади, не то медведя. Споры ученых о последнем предмете напоминают попытки родителей угадать, что же вылепило их чадо из пластилина.

Но вот две последние находки совсем не детские.

Три года назад тот же Конард обнаружил в пещере 20-сантиметровый каменный фаллос, разбитый временем на 14 осколков, а в прошлом году – статуэтку «Венеры» с подробно вырезанными наружными половыми органами и другими признаками плодородия.