Ученые превратили электронный луч в штопор

Ученым впервые удалось закрутить луч электронов — получить пучки с ненулевым орбитальным угловым моментом. Статья ученых появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит physicsworld.com.

Ученым ранее уже удавалось получать лучи света с ненулевым орбитальным моментом, в которых гребни волн описывают винтовую поверхность, напоминающую обычный штопор. Для этого фотоны пропускались через спиральную фазовую пластинку, обычно изготавливаемую из кремния при помощи литографии (примерно так же, как печатаются компьютерные чипы). Поверхность пластины (на которую можно посмотреть тут) не горизонтальна, причем угол наклона касательной плоскости к точке зависит от толщины пластины в этом месте.

С электронным лучом можно было бы поступить так же, однако максимальная толщина такой пластинки не должна превышать 100 нанометров — создавать подобные структуры ученые пока не умеют. Чтобы преодолеть эту трудность, исследователи отказались от гладкой формы пластинки и сделали ее ступенчатой. В качестве материала использовалась медная матрица с углеродным покрытием, в которую были помещены куски графита различной высоты.

Непосредственно для эксперимента ученые использовали электронный пучок с энергией 300 килоэлектронвольт. Пучок разделялся на две половины: одна проходила через графитовую фазовую пластинку, а вторая оставалась нетронутой. После этого два луча сводили в один и направляли на экран. Анализ изображения (дифракционной картины) позволил установить, что электронный пучок действительно закручивался по спирали.

По словам исследователей, подобные электронные лучи могут оказаться крайне полезны в электронной микроскопии. Дело в том, что в настоящее время для получения изображения анализируется интенсивность электронного пучка. Физики полагают, что в закрученных пучках можно будет получать информацию и о фазе отраженного от объекта электронного луча. Как следствие — полученные таким образом изображения будут более четкими.

ВВС США построило суперкомпьютер из 1760 игровых приставок PlayStation 3

Исследовательская лаборатория Военно-воздушных сил США ввела в эксплуатацию самый мощный в Министерстве обороны США интерактивный суперкомпьютер, собранный из узлов, сформированных из игровых приставок Sony PlayStation 3, базирующихся на оптимизированном для векторных вычислений процессоре Cell BE. В сумме в кластере задействовано 1760 игровых приставок, 84 сервера для координации вычислений и 168 модулей для обработки графической информации.

Максимальная производительность суперкомпьютера составляет 500 триллионов операций с плавающей точкой в секунду (500 TFLOPS), что соответствует примерно 12 месту в рейтинге самых мощных кластеров планеты. Стоимость кластера составила около двух миллионов долларов, что примерно в десять-двадцать раз дешевле создания аналогичной системы на базе классических компьютеров. Примечательно, что энергопотребление кластера из PlayStation 3 в десять раз ниже других сравнимых по мощности суперкомпьютеров.

В качестве одной из областей применения кластера называется обработка спутниковых снимков сверхвысокого разрешения, анализ данных от радаров, распознавание образов и использование для экспериментов в области искусственного интеллекта. В качестве операционной системы в кластере используется Linux. Ранее, у разработчиков кластера возникли проблемы из-за прекращения компанией Sony предоставления возможности установки сторонних операционных систем на PlayStation 3, что привело к трудностям закупки новых узлов для кластера. Судя по данным, которые сообщил в интервью один из участников проекта, для покупки новых узлов создатели кластера теперь взаимодействуют непосредственно с компанией Sony и дистрибьютором ее оборудования на территории США.

Интересно, что в 2000 году в Ираке планировалось создание кластера на базе приставок PlayStation 2 для использование в военных целях, что было скептически воспринято спецслужбами и названо "нонсенсом". Спустя 10 лет идея оказалась вовсе не нелепой и уже американские военные воплотили ее в жизнь.