Журнал «Компьютерра» № 18 от 16 мая 2006 года - Компьютерра

Любители криптографических загадок могут потренироваться на оригинале судебного документа, который выложен в Сети по адресу www.hmcourts-service.gov.ukjudgment-files/baigent_v_rhg_0406.pdf.

Дождь по телефону

Необычное применение сотовым телефонным сетям нашли ученые из Тель-Авивского университета. Оказывается, информацию о прохождении сигналов сотовой связи, уже имеющуюся в компьютерах базовых станций, можно использовать для составления карты выпадения осадков.

Хорошо известно, что дождь мешает распространению радиоволн, причем капельки разного размера по-разному влияют на электромагнитные волны. Это явление достаточно изучено, и базовые станции сотовых сетей автоматически повышают мощность, чтобы обеспечить качественную связь в плохую погоду. Ученые сопоставили информацию об изменении уровня принимаемых сигналов на базовых станциях с информацией метеорологов. Выяснилось, что, пользуясь данными сотовых операторов, нетрудно вычислить, как изменяется интенсивность дождя каждые пятнадцать минут. А поскольку сотовые станции сегодня установлены чуть ли не на каждом углу, это позволяет получить столь детальную карту выпадения осадков в реальном времени, о которой метеорологи не могли и мечтать. Новый метод поможет синоптикам улучшить прогнозы погоды практически без дополнительных затрат. Нужно только уговорить сотовых операторов поделиться полезными сведениями.

Впрочем, идея использовать радиосети для сбора всевозможной информации, которая не имеет к ним прямого отношения, отнюдь не нова. Некоторые исследователи, например, предлагали оценивать загруженность автомобильных дорог исходя из среднего количества звонков водителей. Метеорологи из Университета Рединга, Великобритания, предлагали использовать систему глобального позиционирования GPS для мониторинга атмосферы. Дело в том, что задержки в прохождении радиосигнала между GPS-приемником и спутником зависят от температуры и влажности воздуха, что позволяет по этим задержкам судить о погоде. Ходят даже слухи, что во время войны 1999 года в Косово сербы обнаружили и сбили недоступный военным радарам американский самолет-невидимку F-117 благодаря специфическим помехам, которые самолет вносил в сотовую телефонную сеть.

Были попытки использовать сотовые сети и для мониторинга погодных условий. Однако все они основывались на тех или иных моделях сети и требовали дополнительных усилий от операторов. И только сейчас удалось обойтись лишь той информацией, которая уже есть в обслуживающих систему компьютерах. Вдохновленные успехом ученые теперь планируют усовершенствовать обработку получаемых данных, чтобы научиться отличать дождь от града или снега. — Г.А.

Нейтронная бомба

Министерство энергетики США сообщило о запуске крупнейшего в мире генератора нейтронов, построенного в Окриджской Национальной лаборатории (штат Теннеси). Эта установка, Spallation Neutron Source (SNS), дала первые частицы 28 апреля. После выхода на расчетный режим она будет производить нейтронные импульсные пучки, мощность которых в восемь раз выше, чем у английского нейтронного генератора ISIS, нынешнего мирового лидера. Строительство SNS началось в 1999 году и обошлось в 1,4 млрд. долларов.

Нейтроны широко используются для просвечивания самых разных образцов. Поскольку они хорошо «чувствуют» присутствие водорода и других легких элементов, то с их помощью можно с высокой точностью устанавливать структуры биомолекул, которые содержат много водородных атомов (используются методы дифракции). Нейтронографическая техника применяется для создания лекарств, синтетических волокон, пестицидов, красок, косметики, полимерных материалов, выявления дефектов металлоконструкций и т. п. С помощью SNS с его рекордной мощностью такие исследования можно будет проводить намного эффективнее, нежели в прошлом.

Процесс генерации нейтронов в SNS начинается с изготовления отрицательно заряженных ионов водорода, состоящих из протонов с двумя электронами на орбите. Ионы разгоняются в линейном ускорителе до энергии 1 ГэВ, а затем проходят через фольгу, теряя при этом электроны. «Голые» протоны попадают в накопительное кольцо, внутри которого они собираются электромагнитными полями в сгустки высокой плотности. При работе в штатном режиме накопитель должен ежесекундно формировать по 60 протонных сгустков, состоящих из 150 трлн. частиц и излучаемых менее чем за одну миллионную долю секунды. После выхода из кольца протонные пучки попадают в контейнер с жидкой ртутью. Каждое соударение высокоэнергетичного протона с атомами металла приводит к высвобождению двух-трех десятков нейтронов. Этот процесс называется скалыванием (spallation), отсюда и название установки. «Отколовшиеся» от ядер ртути нейтроны проходят через контейнеры с замедлителем, в качестве которого используется вода либо жидкий водород. Замедление в воде дает тепловые нейтроны со скоростями порядка 2000 м/с, а в жидком водороде — холодные нейтроны (600 м/с), которые особенно удобны для структурного анализа белков и полимеров. После прохождения замедлителя нейтронные импульсы по нескольким каналам направляются к мишеням и детекторам. — А.Л.

Кому жить хорошо?

Какие научные направления перспективны, а какие себя уже исчерпали? Каким ученым или научным группам следует выделить деньги на продолжение исследований, а каким предложить поискать поддержки из других источников? Какому специалисту предложить вакантную должность в надежде на новые результаты? Над этими трудными вопросами постоянно бьются комиссии научных фондов, администрации университетов и институтов. Да и сами ученые нередко ломают голову, раздумывая, чем бы лучше заняться, чтобы в перспективе были и деньги, и громкие результаты. А толком разобраться в непомерно разросшейся современной науке уже никто не способен.

Когда ничего не понятно, на помощь приходит статистика. Науковеды давно используют различные индексы, которые позволяют оценить уровень конкретного ученого, научной группы или журнала. Обычно эти индексы основаны на количестве ссылок на публикации ученого. Если на статью много ссылаются, это означает, что ее многие читали и использовали в своей работе, значит, статья полезна, а написавший ее ученый хорош. Иногда эти индексы используют при принятии решений о выделении средств или назначении на должность. Но умные ученые тут же сообразили, что надо просто опубликовать в статье какую-нибудь правдоподобную чушь да еще и коллег обругать. И тогда большое количество ссылок на эту статью гарантировано.

Пытливый аспирант Майкл Бэнкс (Michael Banks) из Института физики твердого тела в Штутгарте пошел еще дальше. Задумавшись над тем, о чем бы ему написать диссертацию, он решил количественно оценить перспективность научных направлений. За основу он принял недавно предложенный индекс Хирша (Hirsch) h. Этот индекс равен десяти, если ученый опубликовал десять статей, на каждую из которых есть по крайней мере десять ссылок. По Бэнксу, индекс научного направления h-b равен десяти, если на эту тему есть по крайней мере десять статей, на каждую из которых есть десять ссылок. Если этот индекс поделить на количество лет, за которые статьи были опубликованы, то получим число m, характеризующее актуальность этого направления сегодня. Научные направления определяются по ключевым словам в аннотациях статей, а индексы вычисляются как обычно, путем поиска в огромной базе данных Института научной информации ISI, которая доступна через Интернет и выдает ответ всего за несколько секунд.

Расчеты показали, что самое актуальное направление сегодня — углеродные нанотрубки. За ними следуют нанопроводники, квантовые точки, фуллерены, гигантский магниторезистивный эффект, М-теория и квантовые вычисления. Причем нанотрубки более чем вдвое актуальнее квантовых вычислений. Примечательно, что из семи самых горячих тем только одна — М-теория великого объединения фундаментальных взаимодействий — прямо не связана с перспективными компьютерными технологиями.

Судя по вниманию прессы к различным научным направлениям, этот индекс более или менее соответствует действительности. Трудно сказать, поможет ли он научным фондам, но, как надеется Майкл, его индекс наверняка будет полезен хотя бы другим аспирантам при выборе темы диссертации. — Г.А.

Миражи на Титане

Похоже, астрономам придется подкорректировать идею о широком распространении метановых озер на Титане. Принятые за жидкость темные участки поверхности в экваториальной области оказались зонами, покрытыми песчаными дюнами стометровой высоты и тысячекилометровой длины (на верхнем фото показаны «титанические» дюны за компанию с земными, на нижнем — изображения, сделанные на разных высотах при посадке зонда «Гюйгенс»).

Данные, которые позволили сделать такой вывод, были получены зондом «Кассини» еще в октябре прошлого года во время одного из сближений аппарата со спутником Сатурна. После подробного «разбора полетов» ученые из Аризонского университета выяснили, что несколько месяцев они принимали желаемое за действительное, а их мечты в буквальном смысле превратились в песок. На самом деле, даже сейчас нельзя сказать, что метановые реки и озера не могут существовать на Титане, но совершенно определенно, что пока они не найдены.