Продаются квартиры на сайте www.skolkovo-park.com. Сколково официальный сайт.
  вернуться к New Zealand Stories
 

 

ПАРУ лет назад, почитывая в предвкушении долгожданного отпуска модные журналы (чтобы нас не упрекали в скрытой рекламе, назовем их явно - Успехи Физических Наук, Журнал экспериментальной и теоретической физики, Известия РАН и GEO), мы неожиданно для себя сделали великое географическое открытие, которое объясняет многие феномены знаменитых Силиконовых Холмов вблизи новозеландской столицы.Сейчас уже не подлежит сомнению тот факт, что именно геополитическая ситуация привела к образованию этого конгломерата научных, Hi-Tech лабораторий, институтов и фирм в живописной долине со странным названием.

СЕЙЧАС трудно вспомнить, кому из нас пришла в голову мысль приложить к глобусу кусок одномодового световода в качестве линейки и соединить Бологое с архипелагом Туамоту (в ту пору мы занимались переводом с языка коренного населения пуамоту фундаментального пособия по ловле жемчуга). Черная линия, начавшаяся в российских болотах, пронизала Датское королевство, окунувшись в воды Атлантики, разделила пополам Северную Америку в Лос-Аламосе и не желая останавливаться на атоллах Французской Полинезии, уперлась в Веллингтон.

ПОДОБНО судьбоносному жучку на странице книги, которую читала Ассоль, этот случай стал символом, обойти который мы были не в силах. Имена российских ученых Захарова и Шабата, датчан Кортевега и де Фриза, американца Энрико Ферми и название смертельно известного атолла Моруроа задали направление поиска. Началось изучение наследия маори и их потомков.

Мы уже рассказывали об удивительных открытиях новозеландских ученых и об их таинственной связи с русской научной мыслью. И вот недавно стало известно о начале "регулярного" радиовещания на "Soliton Hills Radio". Слово "регулярное" взято в кавычки не случайно. На самом деле передачик включается ровно один раз в сутки на ничтожную долю секунды, чтобы передать в эфир импульс ЧУДОВИЩНОЙ мощности. Эквивалентная мощность, т.е. с учетом коэффициента направленного действия фазированной антенной решетки составляет 157 ГВт. Именно такая мощность нужна, чтобы возбудить в пространстве уединенную радиоволну, способную распространяться без затухания и изменения формы. Стараниями новозеландских ученых и инженеров стало возможным практическое получение знаменитого солитона в радиодиапазоне.

ЭТО замечательное природное явление впервые описано знаменитым английским естествоиспытателем Расселом:

"Я следил за движением баржи, которую быстро тянула по узкому каналу пара лошадей, когда баржа неожиданно остановилась; но масса воды, которую баржа привела в движение, не остановилась; вместо этого она собралась около носа судна в состоянии бешеного движения, затем неожиданно оставила его позади, катясь вперед с огромной скоростью и принимая форму большого одиночного возвышения, то есть округлого, гладкого и четко выраженного водяного холма, который продолжал свой путь вдоль канала, нисколько не меняя своей формы и не снижая скорости. Я последовал за ним верхом, и, когда я нагнал его, он по-прежнему катился вперед со скоростью приблизительно восемь или девять миль в час, сохранив свой первоначальный профиль возвышения длиной около тридцати футов и высотой от фута до фута с половиной. Его высота постепенно уменьшалась, и после одной или двух миль погони я потерял его в изгибах канала. Так в августе 1834 г. мне впервые удалось столкнуться с необычайным и красивым явлением, которое я назвал волной трансляции; теперь это название общепринято. С тех пор я обнаружил, что такие волны играют важную роль почти во всех случаях, когда жидкость оказывает сопротивление движению, и пришел к убеждению, что к тому же типу относятся огромные движущиеся повышения уровня моря, которые с регулярностью обращения небесного тела входят в наши реки и катятся вдоль наших побережий."

ОДНАКО результаты исследований Рассела опередили свое время и лишь в 1895 г. датчане Кортевег и де Фриз объяснили данный феномен, получив решение нелинейного уравнения, названного их именем.

ЗНАМЕНИТЫЙ физик-ядерщик, лауреат Нобелевской премии по физике Энрико Ферми в середине 50-х годов отошел от дел, связанных с американским атомным проектом. Продолжая работать в ядерном центре в Лос-Аламосе, он занимался исследованием поведения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые первоначально были линейными, но в которые была привнесена нелинейность как возмущение. Полученные им результаты привели к открытию способа аналитического решения нелинейных уравнений и в 1964 г. волновое решение уравнения Кортевега-де Фриза было названо солитонной, или одиночной, волной.

ОДНАКО, одно дело - волны на поверхности воды и в каналах, и совсем другое дело - поперечные волны в дисперсных средах, т.е. в средах, где фазовая скорость волны зависит от ее частоты.

В 1971 г. российские ученые Захаров и Шабат теоретически доказали существование солитонов в нелинейных дисперсных средах, решив уравнение Шредингера, описывающее распространение электромагнитной волны в такой среде, в 1980 г. коллектив исследователей Bell Laboratories подтвердил это экспериментальным путем, а в 1998 году уже запущена оптическая солитонная линия связи. Испытания проводились в Англии компаниями Pirelli и MCI.

ПОПЫТКИ получить солитон в условиях открытого пространства на радиочастоте регулярно проваливались до тех пор, пока не был "приручен" эффект самофокусировки, хорошо известный по лазерной технологии.

Суть его такова: солитон по определению имеет колоколообразную форму, точнее гиперболического секанса. Дисперсия в среде стремится увеличить ширину, размыть этот импульс, а нелинейные эффекты - напротив, обострить его форму. Если свойства вещества таковы, что показатель преломления растет с повышением мощности проходящего через среду излучения, то при распространении лазерного пучка коэффициент преломления будет максимален на оси луча. Это приведет к тому, что начавшийся было расходиться луч снова соберется вблизи оси. Очевидно, для существования этого эффекта мощность импульса должна превосходить некоторое критическое значение. Если это превышение многократное - происходит волновой коллапс, схлопывание луча на ось, сопровождаемое необратимым разрушением импульса и диссипацией его энергии. Когда же мощность лазерного импульса лишь слегка больше критической, имеет место противоположный эффект - каналирование импульса, то есть распространениеего на очень расстояния без значительной диссипации..

ПОМИМО технических проблем для создания такого пучка есть и чисто физические, в частности, электрический пробой воздуха при большой плотности энергии в ближней зоне излучателя, там, где еще не произошло структурирование пучка. Решение было найдено с чисто новозеландской изящностью.

В любом современном большом городе есть десятки тысяч сотовых телефонов, излучение которых пронизывает все окружающее пространство в радиусе десятков километров. Но только в Silicon Hills действует правило - телефон должен быть ВКЛЮЧЕН во время солитонной передачи. В это время обычно передается SMS-сообщение. По соглашению с администрацией района это достигается программированием SIM карты во время регистрации номера. Немалая суммарная мощность ВЧ излучения телефонов действует на окружающее пространство подобно накачке лазера.

В ИТОГЕ, когда происходит высвобождение энергии батареи конденсаторов, заряжавшихся целые сутки, над городом сияет рукотворная молния и гремит гром, возвещающий о наступлении полудня по местному времени. Это также означает обновление информации в приемниках, настроенных на Soliton Hills Radio (SHR).

ДЕЛО в том, что пропускная способность такого канала практически бесконечна, но для реализации привычного голосового вещания информация оцифровывается и сжимается. В приемниках происходит обратная операция. При этом объем полученной информации оказывается так велик, что емкости буферного ОЗУ хватает для 24-часового стереофонического вещания в полной полосе частот. Телевещание не практикуется по лицензионным соображениям, а также, чтобы не разорить телеканалы реального времени.

Возможности солитонного радио поистине безграничны. Ведь ширина спектра одиночного неповторяющегося импульса бесконечна, поэтому возможности модуляции также ограничены только нашим воображением. Здесь кроется техническая сложность. Не секрет, что для приема сверхширокополосного сигнала нужен такой же приемник. В реальности спектр солитона не является непрерывным в силу его периодичности, а модуляция происходит по тонкой структуре.

ПО сообщениям печати SHR приступило к сжатию программы вещания на весь 2003 год, и заканчивается прием рекламных объявлений на 2004 год.


Перевод с новозеландского
Е. Панаев , scobichevsky@mail.ru
А. Скобичевский, panaeff@chat.ru

 
вернуться к New Zealand Stories