Знание-сила, 2002 №05 (899)

Атомный пучок готов. Исследователи выпускали его из магнитной ловушки небольшими порциями в другую магнитную ловушку с таким же натриевым конденсатом, атомы которого предварительно получали энергетическую «подкачку» точно так же, как специальные атомы в активной среде лазера. При прохождении пучка атомы второго конденсата вынужденно переходили из возбужденного состояния в промежуточное, излучая меньше энергии, чем поглотили, а за счет остатка энергии приобретали ту же скорость и в том же направлении, что атомы вошедшего пучка. Более того, они оказывались в том же квантовом состоянии, или, как говорят, приобретали ту же «фазу», то есть становились «когерентными» с ними. Присоединяясь к входящему пучку, они умножали его интенсивность (число атомов в нем), не меняя ни его когерентности, ни одного из других его исходных свойств.

Моторы из молекул

Ученые из Bell Labs и Оксфордского университета придумали первые молекулярные моторы на основе ДНК. Они в сто тысяч раз меньше булавочной головки, зато компьютеры, созданные по схожей технологии, будут в тысячи раз мощнее нынешних.

Один из ведущих нанотехнологов Эрик Дрекслер

В нанотехнологии ученые имеют дело с объектами размером в нанометры, то есть миллиардные доли метра. Эта технология позволит, к примеру, создать процессоры с миллиардами транзисторов – в современных полупроводниковых их в тысячи раз меньше. Чем больше транзисторов в процессоре, тем он мощнее.

Одно из направлений работы – двигатели на базе ДНК. В молекулах ДНК, как в головоломке, все части соединены одним-единственным способом. Такие схемы идеальны для создания наноустройств; Ученые спроектировали части синтетической ДНК так, чтобы те опознавали друг друга на каждой стадии монтажа моторов. Так что в основе такой конструкции были лишь ДНК.

«Поскольку ДНК являются и «топливом» для этих моторов, они не нуждаются в других химикатах», – говорит физик Бернард Юрке из Bell Labs.

Обычно ДНК имеют вид двойной спирали – этакой перекрученной лесенки, поэтому ученые взяли для начала три одиночные спирали, каждая из которых напоминала половинку лестницы. Спираль А имела правильную структуру и соединялась со спиралями В и С – получались две «руки», АВ и АС. Если добавить «топливную» спираль, то эти руки «сцепляются», как щипцы. Снова открыть их можно, добавив другую спираль, которая совпадает с «топливной» и удаляет ее.

«Всю популяцию из тридцати триллионов щипчиков ДНК, притаившуюся в нескольких каплях раствора, можно последовательно открыть и закрыть, добавляя топливные спирали», – говорит Эндрю Терблфилж, еще один физик из Bell Labs.

По словам Бернарда Юрке, прототипом ДНК-моторов стали для него молекулярные белковые моторы в живых организмах, отвечающие за сокращение мышц и перемещение веществ в клетках.

Сейчас ученые лаборатории Белла пробуют присоединять к ДНК электропроводящие молекулы, чтобы собирать молекулярные электрические контуры.