фр1



Одесский ученый управляет бактериями и нашел точку опоры в космосе


«Думская» продолжает рассказывать об отечественных ученых, которые, несмотря на все сложности, держатся на передовых позициях науки. Наш сегодняшний рассказ — о сотруднике Одесского национального университета имени Мечникова, кандидате физико-математических наук Константине Семенове. Только за последний год исследователь получил пять патентов на полезные модели и один патент на изобретение. Кроме того, еще четыре заявки одессита находятся на этапе рассмотрения и регистрации.

Сфера интересов одесского физика чрезвычайно широка — от управления отдельными наночастицами в жидкости до межгалактических полетов. Часть его открытий стала результатом научно-исследовательских работ, проводимых лабораторией, в которой Семенов трудится, часть родилась в собственном поиске. О двух персональных достижениях ученого мы и поведаем.


Константин Семенов в университетской лаборатории
Константин Семенов в университетской лаборатории


«ДАЙТЕ МНЕ ТОЧКУ ОПОРЫ…»

Возможность осуществления межзвездных полетов в обозримое время (десятки или хотя бы сотни лет) пока еще остается под большим вопросом. В космосе привычный способ передвижения — отталкиваясь от опоры (при ходьбе или поездке) или от окружающей среды (при плавании или при полете на винтовых самолетах) — не годится. Отталкиваться не от чего.

В космическом пространстве можно использовать реактивную тягу, когда часть вещества космического корабля (так называемое «рабочее тело») выбрасывается в сторону, противоположную направлению движения. Современные реактивные двигатели позволяют путешествовать в пределах Солнечной системы. Таким образом за несколько десятков лет можно достигнуть орбиты Плутона. Однако для путешествий даже к ближайшим звездам — за разумное, понятно, время — необходима масса рабочего тела, сравнимая с массой какой-нибудь планеты.

Еще один способ космических путешествий — «солнечный парус», когда для передвижения используется энергия попутных фотонов, излучаемых космическими светилами, или, например, энергия направляемого с Земли лазерного луча. При движении под «солнечным парусом» не нужно рабочее тело, но за пределами Солнечной системы, при межпланетных и особенно межгалактических полетах, на попутный «солнечный ветер» рассчитывать не приходится.

Семенов задался вопросом, как разгоняться между галактиками, где на литр окружающего пространства приходится всего одна молекула, не затрачивая при этом огромных масс рабочего тела. Итогом его поисков стал патент «Способ создания тяги в комическом пространстве» № 89423.

По сути, ученый изобрел совершенно новый способ передвижения в космосе. Он предлагает отталкиваться от квантов реликтового электромагнитного излучения, пронизывающего всю нашу Вселенную. Как известно, существование реликтового излучения было предсказано в 1946 году выпускником Одесского университета Георгием Гамовым и обнаружено опытным путем американскими исследователями в 1965 году.

Современная наука считает, что использовать реликтовое излучение в качестве «попутного ветра» для космических полетов невозможно. Дело в том, что оно изотропно, то есть его фотоны (кванты электромагнитного излучения) движутся сразу со всех направлений. Однако Семенов придумал, каким образом от этих фотонов можно отталкиваться. Для этого он предлагает воспользоваться тем, что электроны, движущиеся со скоростями, близкими к световым, при встрече с фотонами передают им часть своей энергии. Этот эффект в 1975 году описал советский физик — академик Яков Зельдович.

Космический двигатель Семенова устроен достаточно просто. В основе его - ускоритель заряженных частиц, внутри кольца которого движутся электроны. Производство таких ускорителей давно отработано, в них нет механических частей, и при наличии источника энергии (например, атомного реактора) они могут работать десятки и сотни лет. То есть — пригодны для межзвездных путешествий.

Часть ускорителя экранирована металлическим корпусом (на схеме обозначен цифрой 2), который не пропускает электромагнитное излучение. Часть, обозначенная цифрой 3 - открыта. Когда электрон, разогнанный до скорости, близкой к световой, встречается на этом участке с квантами реликтового излучения, он теряет свою энергию и замедляется. Ускоритель же (и соответственно, межзвездный корабль, на котором он установлен) получает импульс движения в противоположном направлении.

Итак, «двигатель Семенова» соединяет в себе положительные стороны реактивного двигателя (возможность перемещаться в безвоздушном пространстве) и «солнечного паруса» (использование для передвижения внешнего дармового источника). При этом он лишен их недостатков: не требует большой выбрасываемой массы для движения и позволяет двигаться в межгалактическом пространстве, отталкиваясь от пустоты, а точнее — от вездесущих и движущихся во все стороны квантов реликтового излучения.

Еще один «побочный эффект» работы двигателя Семенова — так называемое синхротронное электромагнитное излучение, которое появляется в ускорителе при искривлении траектории электронов под воздействием магнитного поля. Это излучение также может использоваться для создания тяги, как в «обычном» фотонном двигателе.

Несомненно, практическое применение предложенного Семеновым принципа — дело весьма отдаленного будущего. Но кто знает — может, когда-нибудь межзвездные корабли будут устроены именно так?


ОТ МАКРО- К МИКРОМИРУ

К сожалению, отечественная наука переживает не лучшие времена. Главная проблема — недостаток финансирования. Не хватает средств на современное оборудование, зарплаты сотрудников далеки от мирового уровня. Поэтому неудивительно, что лучшие выпускники университета предпочитают работать за рубежом, где достигают заметных успехов. Однако несмотря ни на что, Константин Семенов продолжает работать в Одессе — он старший научный сотрудник проблемной научно-исследовательской лаборатории аэродисперсных систем.

Лаборатория является частью биотехнологического центра ОНУ. В последнее время руководство университета уделяет этому подразделению повышенное внимание. Результат — выигранные тендеры и государственное финансирование на проведение прикладных биотехнологических разработок, о которых рассказывала «Думская». Поэтому еще один патент Константина Семенова относится в первую очередь к микрокосму.

Перед ученым стояла задача научиться управлять отдельными микроскопическими объектами — скажем, бактериями, — заставляя их находиться в нужном месте или передвигаться в требуемом направлении.

В мировой науке эту задачу решают несколькими способами. Например, частицы помещают на поверхности жидкости в окружении пьезоэлементов, которые могут изменять форму под воздействием электрического тока. Если подать переменный электрический ток определенной частоты, то на поверхности жидкости можно создать стоячую волну, которая заставит частицу делать то, что захочет исследователь.

Такой способ позволяет управлять частицами на плоской поверхности жидкости. Для перемещения их в трехмерном пространстве есть другие способы, например, с использованием лазерного луча. Луч создает в жидкости канал, выйти из которого частица не в состоянии. Используя несколько лазеров, можно двигать ее в трех координатах.

Оба метода имеют свои недостатки, поэтому Семенов предложил свой путь, который объединяет самые сильные стороны этих двух. Для управления микрообъектами он использует акустические волны, которые вызываются в нужном месте толщи жидкости сфокусированным световым (лазерным) лучом.

Сначала производится «наведение» — луч малой мощности фокусируют в нужном месте. После этого следует «выстрел» — мощность луча мгновенно увеличивается. Нагретая жидкость мгновенно расширяется или даже испаряется, от чего создается акустическая волна, которая толкает микроскопический объект в нужном направлении. Использование лазерного луча с электронным позиционированием, фокусировкой и управлением мощностью позволяет управлять микрочастицами с высокой точностью. Можно ли разработку Семенова считать прорывом — судить не нам.

…Наш собеседник рассказывает, что бывший министр образования и науки Иван Вакарчук буквально «раскрепостил» ученых. Раньше для получения патента нужно было обзавестись большим количеством «соавторов» из числа начальства. Сегодня патентные отделы ВУЗов работают с исследователями напрямую.

Ученый не рассчитывает на получение коммерческой прибыли от своих разработок: вряд ли в период действия патента (для полезной модели это 10 лет) кто-то начнет производить двигатели для межгалактических перелетов по придуманному Семеновым принципу.

«Но я не исключаю, что когда-то, не обязательно при моей жизни, эти идеи будут все же востребованы. Вот это и станет главной наградой», — говорит физик.

Что ж, пожелаем Константину Ивановичу и всем его коллегам новых успехов и достижений.

Автор — Сергей Дибров







Новости по этой теме:



mrigi
mrigi   страна по ip - de 10 июня 2014, 21:56     +8      
Это важный вопрос, но не думаю что самый актуальный. Энергии мы вырабатываем достаточно. Куда важнее вопрос — как ее накапливать и хранить. Аккумуляторы сейчас — крайне слабое место.
   Ответить    
Alexod
Alexod   страна по ip - ua 11 июня 2014, 18:35     +1      
Это к чему было сказано то??
   Ответить    
Никитич
Не просто, а холодного ядерного синтеза!
   Ответить    
bukvoed
bukvoed   страна по ip - od 10 июня 2014, 20:54     +4      
А бактерии, поедающие аква-фреш есть? :))
   Ответить    
Неравнодушный
За это была бы Нобелевская премия!
   Ответить    
Exbombist
Exbombist   страна по ip - od 10 июня 2014, 21:47     +7      
Не в коня корм. Здесь бактерии маловато, здесь какая-нибудь бацилла нужна…

Объявить в Донбассе эпидемию холеры, как было в Одессе в 1970 году. И выпускать только после обсервации.

Кстати, раз пошла такая пьянка, Думская могла бы осветить этот эпизод в Одесской истории. Тут, как я заметил, есть люди, которые могли поделиться и своими воспоминаниями…
   Ответить    
AnotherOdessa
Боюсь что до эпидемии холера там и так не далеко если судить по инфе-воды-нет, медицина-ещё немного и умрёт. А в условиях жаркого лета дизентерия будет не самым страшным что будет ожидать местных жителей и эту сумасшедшую гопоту
   Ответить    
tamplier
tamplier   страна по ip - od 10 июня 2014, 21:10     +17      
Крайне полезная и актуальная новость… Ждем « межпланетный шахматный конгресс»…
   Ответить    
mrigi
mrigi   страна по ip - de 10 июня 2014, 21:48     +13      
Увы, перемещение в космосе не очень востребовано в обществе, где большинство на полном серьезе верит в приметы и соблюдает религиозные обряды.
   Ответить    
Tesla
Tesla   страна по ip - od 11 июня 2014, 01:05     +7      
Гордость просто за наш город берет.
   Ответить    
<img src=/i/fb.gif class=fbico> Adam Viter
Adam Viter   страна по ip - ua 11 июня 2014, 02:45     +3      
У сміливих наукових розробках і їх реалізації на практиці, не відстає від Одеси і Харків.
Карачун (Карачун-гора) — гора поблизу міста Слов'янськ Донецької області Україна. Висота вершини гори складає 167, 6 м. У 1976–1979 роках на Карачун-горі був побудований телерадіопередавальний центр з щоглою висотою 222 м
У 2014 році, через важливого стратегічного значення гори, її панування над містом і розташованої на ній телевежі, в ході тривалого протистояння в Слов'янську за Карачун йдуть бої між українськими збройними силами (армійськими підрозділами і національною гвардією) з одного боку і озброєними формуваннями терористів.
Найскладнішою проблемою безпечного утримання телевежі для національної гвардії є повна відсутність води на горі.
Але на допомогу прийшли точні прогнози розрахунки вчених, на підставі яких діяли військові.
Юрій Касьянов в facebook повідомив.
Вода на Карачуні.
Нам говорили, що це неможливо, адже там десятки років не було води.
Ніхто не хотів їхати бурити — тому що там стріляють і бомблять.
Але ми все ж таки ризикнули… Знайшли божевільно сміливих хлопців — харківську фірму «Акваторія», і вирушили наверх у бойовій охороні бравих десантників 95-ї бригади.
Чотири дні бурильники свердлили землю. Під мінометним обстрілом, страждаючи від спеки, і промокаючи до нитки під проливним дощем. Їли солдатську кашу, спали в укриттях… Важкий ґрунт, багато каменів, порожнечі і печери… Крім активістів і самих майстрів, вже ніхто не вірив в успіх, як раптом… Вода!

Що значить вода для наших хлопців на Карачуні.. -? Це життя, безпека, здоров'я. У самому прямому розумінні — тепер не потрібно їздити за водою кожен день через небезпечну, що прострілюється бойовиками зону. Раніше бійці збирали дощову воду, проціджували технічну через фільтр протигазу… бутильовану воду доставляли вертольотами… Тепер можна вдосталь напитися, і навіть влаштувати банний день…
Війна закінчиться, а вода залишиться
   Ответить    
Viper!
Viper!   страна по ip - od 11 июня 2014, 08:52     +2      
У тебя остались старые запасы канабиса?!
   Ответить    
РастОК
И меня не забудь!
   Ответить    
Viper!
Viper!   страна по ip - od 11 июня 2014, 11:43     -2      
Лучше напиши в личку не_адеквату, у него должны быть запасы! :-) 
   Ответить    
<img src=/i/fb.gif class=fbico> Adam Viter
Adam Viter   страна по ip - ua 12 июня 2014, 16:47     0      
Она пошла дальше Ландау

Она пошла дальше Ландау
Первая женщина — полный профессор Кембриджа за всю его 800-летнюю историю разгадала природу квантовых вихрей в сверхтекучей жидкости
   Ответить    
метов
метов   страна по ip - us 12 июня 2014, 16:50     0      
Зачем так сложно? Можно просто фанариком светить (ну, не фанариком, а мощным источником света): импульс улетающих фотонов будет передаваться космическому кораблю. И управлять таким фотонным двигателем намного проще.

Для использования эффекта Зельдовича-Сюняева нужно же ведь куда-то девать реликтовые фотоны, получившие импульс от электронов. По сути, получаем такой же «фонарик», с фотонами, разогнанными от релятивистких электронов.
   Ответить    
Умник
Умник   страна по ip - od 12 июня 2014, 23:58     0      
Черт, даже обгадить вас не получается, человек из ЦЕРНа пишет
   Ответить    
   Правила


kador
Реклама


            
22 октября
08:30 Одесса: проезд по Газовому переулку закроют из-за ремонта
21 октября
22:40
5 коммент.
Одесская бригада морской пехоты возвращается с фронта домой
21:06
28 коммент.
Безопасные инвестиции и пассивный доход: в Одессе презентовали инвестиционный клуб «Mamedof Investment» (новости компаний)  фотографии
20:15
7 коммент.
В Черное море вошла постоянная противоминная группа НАТО  фотографии
20:06
57 коммент.
Инцидент в Приморском отделе полиции попал на видео: иностранец просил его застрелить  видео
19:42
Обменялись победами: юные одесские хоккеисты провели игровой уикэнд в Херсоне и сохраняют первое место в чемпионате  фотографии видео
19:33
3 коммент.
Найди свой магнитик с Люмером: сеть магазинов «Антошка» организовала уникальный общегородской квест (новости компаний) фотографии
18:56
39 коммент.
Эмигрировавший в США уроженец Одессы стал долларовым миллиардером онлайн опрос
18:44
23 коммент.
В одесский отдел полиции ворвался темнокожий мужчина с ножом (обновлено, видео)
18:16
39 коммент.
Пожар в одесском монастыре: горевший корпус уже восстанавливают  фотографии
18:15
20 коммент.
В Одессе автокран протаранил трамвай: пострадал водитель вагона  фотографии
17:53
1 коммент.
В Румынии перевернулся пассажирский автобус, следовавший в Одессу: есть пострадавшие
17:27
7 коммент.
На Соборке заработала самая большая в Одессе инклюзивная детская площадка  фотографии
17:12
В Одессе пройдет Кубок Украины по регби среди девушек: одесситкам бросили вызов «Прикарпатские волчицы» и другие команды
16:29
5 коммент.
На севере области насмерть сбили пешехода и оставили его на дороге: подозревают водителя трактора

Эксимер
Реклама


Новости от НВ


Нефьодов хочет вернуть таможне прослушку и криминализировать контрабанду подакцизных товаров



Больше половины банков в мире могут не пережить экономический спад McKinsey



Смог над Украиной: метеорологи не обнаружили высокого уровня загрязнения воздуха




Статьи:

«Виниловое подполье»: в Одессе снимают фильм о музыкальных репрессиях и цензуре в СССР

Куда пойти в Одессе: Dakh Daughters и французская анимация

Через Вилково в Барселону: украинский экстремал пройдет на каяке через всю Европу



Новости Одессы в фотографиях: