Всего за 9.95 руб. Купить полную версию
При случайной упаковке шаров задача сильно усложняется. Если шары просто навалить в ящик и потрясти,
то оптимального расположения не получится. Еще в пятидесятые годы прошлого века профессор Лондонского университета Джон Бернал выяснил, что неупорядоченная упаковка шаров в лучшем случае заполняет лишь 64,5% объема. Из этого странно устойчивого хаотического состояния шарам очень трудно перейти к более плотной упорядоченной структуре кристалла. С тех пор многие ученые наблюдали этот удивительный предел в экспериментах и компьютерных расчетах, но никто не мог объяснить его природу.
Новосибирские ученые воспользовались собственными алгоритмами, построенными на основе геометрических конструкций российских математиков Георгия Вороного (18681908) и Бориса Делоне (18901980). С помощью этих алгоритмов они обнаружили, что ответы можно найти, если сгруппировать шары по четыре в политетраэдры треугольные пирамидки почти правильной формы, у которых самое длинное ребро не более чем на четверть длиннее ребра идеального тетраэдра (шары не обязательно должны касаться друг друга). Эти кривоватые пирамидки объединяются в кластеры, если два соседних политетраэдра имеют общую треугольную грань. Оказывается, что по мере увеличения плотности случайной упаковки кластеры начинают расти. А когда плотность приближается к пределу Бернала, почти все сферы входят в такие политетраэдры, объединенные в большие кластеры. Подобная структура нехарактерна для кристаллов и затрудняет дальнейшее увеличение плотности.
Теперь у ученых есть новый способ описания случайных плотноупакованных состояний твердых сфер, и это хорошее начало для их строгого математического анализа. А твердые сферы достаточно хорошее приближение для моделирования поведения атомов благородных газов, коллоидов и сыпучих материалов. ГА
Александр Бумагин
Евгений Гордеев
Артем Захаров
Денис Зенкин
Сергей Кириенко
Денис Коновальчик
Игорь Куксов
Алексей Левин
Алексей Носов
Иван Прохоров
Дмитрий Пустовалов
Дмитрий Шабанов
Микрофишки
Недавно один из владельцев Xbox, сдавший приставку в гарантийный ремонт и получивший ее обратно вполне работоспособной, решил вскрыть консоль дома посмотреть, что же там было заменено? Первым делом в глаза бросилась новая улучшенная система охлаждения. Правда, остается открытым вопрос: устанавливаются ли усовершенствованные системы охлаждения на новые консоли или только на отданные в гарантийный ремонт? ДП
этого проекта является самодостаточность корабля: он должен будет взлетать с аэродрома, используя авиационные реактивные двигатели, а уже на высоте 12 км в ход пойдут двигатели ракетные. Пока есть лишь идея, а также внешний и внутренний дизайн. Конструкторы всерьез возьмутся за дело в следующем году, если, конечно, найдутся источники финансирования: нужно, ни много ни мало, миллиард евро. Желающие же полететь на европейском космическом лайнере, пока суть да дело, могут поискать 150200 тысяч евро на билет. АБ
"Микробософт" для биоинформатики
Автор: Киви БердДва события в области синтетической биологии одно громкое, другое "тихое", если рассматривать их в совокупности, дают картину очень серьезных сдвигов, происходящих как в науке о жизни, так и в "бизнесе на жизни".
Начнем с события тихого и для неспециалистов прошедшего почти незаметно. В последние дни мая на страницах научного журнала BMC Bioinformatics опубликована статья двух германских исследователей из Университета Мюнстера "Водяные знаки на основе ДНК и алгоритма ДНК-Крипт" (Dominik Heider, Angelika Barnekow. DNA-based watermarks using the DNA-Crypt algorithm, BMC Bioinformatics, 8:176, 29 May 2007). Авторы хотели продемонстрировать приложения разработанной ими технологии по внесению в код ДНК закрытых криптографией водяных знаков. Такие знаки, закодированные в молекулах, позволяют выявлять неавторизованное использование генетически модифицированных организмов, защищенных патентами.
Исследование Хайдера и Барников нельзя назвать абсолютно новым словом в биоинформатике, ибо эксперименты по внесению дополнительных данных в код искусственно синтезируемых ДНК ведутся уже давно, включая и применение алгоритмов засекречивания из областей криптографии (шифрование) или стеганографии (сокрытие информации). Однако до последнего времени все подобные разработки были чреваты тем, что данные, встроенные в ДНК для защиты интеллектуальных прав создателя, могли вызывать и нежелательные генетические мутации организмов. Теперь же, как считают германские авторы, удалось разработать такой механизм водяных знаков, который не оказывает воздействия на процессы синтеза белков, управляемые кодом ДНК. Точнее, возникающие мутации корректируются самим кодом водяных знаков.
Другое событие, породившее ожесточенные дискусии, наглядно показывает, для кого и почему подобные разработки чрезвычайно актуальны. По случайному совпадению Патентное бюро США в конце мая присвоило номер #20070122826 заявке на "минимальный геном", который может быть использован для создания синтетических форм жизни. Подчеркнем, что искусственно синтезировать новую форму жизни пока не удалось, поэтому формально патент выдан быть не может. Но по мнению ряда видных специалистов, рано или поздно он все-таки будет выдан.