Размещено на сайте 21.07.2008.

«Сколько же места там, внизу?» - под таким названием была опубликована первая статья, посвященная наномиру и нанотехнологиям. Мне хотелось назвать свои изыскания – «Эй, вы там, внизу!» Но я не решился так ее назвать, пусть будет так как сейчас...

Теперь вспомним эффект Тваймана. Если взять пластинку кремния толщиной 100мкм, поверхности которой обработаны различно -одна шлифованная, другая полированная, то присмотревшись можно увидеть, что пластинка диаметром 60 мм. изогнута, причем полированная сторона вогнутая, а шлифованная выпуклая. Как можно увеличить деформацию, то- есть изгиб пластины? Мы решили отполировать пластинки до 10мкм. Их закрепили на стеклянном блоке с помощью зубоврачебного воска и отполировали. Для того, чтобы снять пластинки с блока, его нагревают. То что мы увидели произвело сенсацию. Как только воск стал мягкий, пластинки начинают трещать, сворачиваться в свитки, и ломаться. Таким образом, мы наблюдаем саморазрушение пластинок монокристаллического кремния за счет сил поверхностного натяжения. Можно сказать, что при таких толщинах,- 10мкм. и ниже, начинают доминировать поверхностные силы. Теперь обратимся к открытию.

Зарегистрировано открытие в области физики твёрдого тела. Его авторы – академик И.М. Лившиц, доктора физико-математических наук М.И. Елинсон, А.М. Косевич, В.Н. Луцкий и др. Если довести толщину плёнки твёрдого тела до размеров в несколько сот атомных слоёв, то резко изменяются все электронные свойства исследуемого объекта.

Это открытие показывает, что при переходе толщины твердотельной пленки через размер несколько сот атомных слоев, резко изменяются электронные свойства, то есть существует толщина, которую можно назвать границей качества.

Изучая ударные волны, Г.Скворцов обнаружил и установил несколько законов, которые ранее были неизвестны. Это закон аномальности, закон концентрации ресурса, закон чередования режимов, закон разрушения системы, закон гистерезиса. Правда эти законы он наблюдал для газовой среды, но они распространяются на все вещества. Тот эксперимент, который я привел, с саморазрушением пластин кремния при 10 мкм, был просто демонстрационным. Но можно было бы провести опыт с большей толщиной и установить границу качества – точку, в которой пластина на грани саморазрушения, но еще целая. В тонких пленках, несомненно, начиная с какой то толщины надо учитывать воздействие сил поверхностного натяжения.

Теперь обратимся к классическому эксперименту, проведенному Гриффитсом, в двадцатые годы прошлого века. Он был молодым инженером, и на его вопрос, почему теоретическая прочность материалов выше, чем экспериментальная, никто ему ответить не мог. И он решил сам провести исследование этого вопроса. Для этой цели он выбрал модельный материал - стекло. Он брал стеклянные палочки разного диаметра и проверял их прочность на разрыв. Он установил, что прочность самого тонкого прутка диаметром 1мкм соответствует теоретической прочности стекла. Далее он объяснил, что пониженная прочность стекла связана с дефектами в структуре стекла. Это и вакансии, обрыв связей и т.д. Таким образом, в тонких пленках металлов также могут играть роль дефекты. . Сейчас известно, что с помощью специального микроскопа можно брать атомы и строить из них нужные структуры. Тут возникают свои трудности, но с ними успешно борются.

Когда читаешь сборник открытий, то все время встречаешься с тем, что авторы открытий рассказывают, о том, что они встречаются с аномальными эффектами и явлениями. На самом деле они работают в области за границей качества, там, где действуют законы, описанные Г.Скворцовым. Мне представляется, что закон перехода количества в качество необходимо подвергнуть тщательному исследованию, так как в нем скрыты и новые открытия, и подсказки для объяснения старых открытий

Если рассмотреть глаз, то мы можем сказать, что он имеет две границы качества. Первая-это чувствительность глаза. Я читал, что глаз может зафиксировать буквально несколько квантов света. Вторая граница - это когда поток света может «ослепить» глаз, и можно на время потерять зрение. Это же относится и к слуху.

Граница качества понятие сложное. В каждой области деятельности человека это понятие присутствует, но мы на него либо не обращаем внимание, либо им пренебрегаем. Однако, во многих областях граница качества связывается с определенными параметрами и надежностью изделия. Так, например, обратный ток Р-N перехода может иметь малые значение, но не превосходить установленную норму(границу качества - ГК), так как этот ток выше нормы характеризует некачественно изготовленный Р-N переход, который под нагрузкой и при повышенной температуре, может выйти из строя.

Интересно, что этот закон работает и в человеке, и не только в выполнении различных функций, например, ГК крови по рH должно составлять 6,9, но и в психологическом плане. Я так думаю. У меня для себя были установлены правила. Когда я ходил по магазинам, то не обращал внимания, на предметы, которые мне недоступны. Я их все равно никогда не куплю. Причем, это была какая то размытая граница качества. Но, вот однажды, - это было лет 20 тому назад, я заработал крупную сумму денег, и когда шел по городу, мимо магазинов, глядя на витрины, какой то голос во мне, стал говорить, - ведь ты можешь купить этот сервиз, и вот этот костюм, и вот этот плащ... Они тебе не нужны, но ведь можешь! Независимо от меня, моя ГК поехала, сместилась. Когда я пришел домой, деньги были реквизированы, и все встало на место. Как и обычно, я думал, что такое случается только со мной. Но вот я как - то спросил одну знакомую пенсионерку, были у нее похожие ситуации? Были. Она очень редко, но все же покупает на рынке, грамм по 200 творога. И вот как - то у нее появилась крупная для нее сумма денег, и она пошла на рынок, и совсем другим, уверенным голосом, попросила взвесить ей килограмм творога, и нисколько не смущалась, что на весах оказалось чуть больше килограмма. Что же говорить о олигархах, которые полагают, что они могут купить человека. Что человека - целую футбольную команду! Таким образом, ГК может быть ползучий.

Я никогда не мог понять некоторых политиков, Хрущева, Ельцина, Горбачева и других. Эти люди вышли из крестьянской среды, и, придя к власти, абсолютно ничего не сделали для той среды, откуда родом. Почему? Теперь я полагаю, что у них ГК так переместилась, что их родной класс для них не интересен. Что такое ГК в этом случае? ЛЮБОВЬ. Она к своему классу у них равна почти нулю. А ведь Наполеон, придя к власти, отдал землю крестьянам. Как я недавно читал, французы этот его шаг помнят до сих пор.

Я часто слышу даже с экрана телевизора, о том, что Г.Жуков не жалел солдат посылая их на гибель. Для него уже давно ГК по числу погибших солдат имеет абсолютно другую границу, чем у обычного человека. Иначе он не был бы полководцем. На карту была поставлена дилемма - быть России, или не быть. Сейчас легко рассуждать про войну, но когда немцы стояли под Москвой и Ленинградом, не так много было людей, которые могли возглавить оборону этих городов, так как это сделал Г.Жуков. Может ли солдат, офицер понять, что надо было делать, чтобы победить непобедимую как тогда казалось армию немцев. И он сумел победить, а ведь ему в то время было 45 лет, и это были не времена А.Македонского, когда не было техники, а совсем другое время, когда на нас шла вся мощь Европы. Другое дело, когда узнаешь, что такой же стиль у него оставался до самого конца войны – Берлин брали также через горы трупов своих солдат, как и защищали Москву. А техники уже было на порядки больше... Но, видимо политическая целесообразность, не смог отказать Сталину, да и навыков особых – чтобы беречь солдат, не было выработано. Вот такие стереотипы...

Можно представить себе, что любые революции начинаются тогда, когда большинство недовольны и доходят до границы терпимости (ГК) и нужна буквально капля, чтобы перейти эту границу. Говорят, что капиталисты многих стран, учитывают события Октябрьской революции, чтобы не допустить у себя подобное. Одно из решений,- не допущения революции – это делиться прибылью и поддерживать достаточно высокий уровень жизни народа.

А теперь я хочу рассказать о последнем открытий, в которое не могла поверить сама открывательница. Статья называется «Сопротивление на миллион» авторы Н.Решетникова и А.Хадаев «Российская газета»№119-08г.

«В природе все симметрично, гласит один из основных законов науки. Очередное подтверждение этому нашли новосибирские физики, открывшие явление, противоположное сверхпроводимости, - сверхизоляцию.»

«Сверхпроводимость числится среди рекордсменов Нобелевских премий. Первой удостоен голландец Камерлинг-Оннес, открывший в 1911году это удивительное явление. А затем в разные годы еще шесть раз ученые получали самую престижную в науке награду за исследование в данной области, причем среди лауреатов были наши соотечественники Лев Ландау, Петр Капица, Виталий Гинзбург, Александр Абрикосов. Причем сам феномен сверхпроводимости до сих пор остается во многом загадкой для ученых, и здесь ожидается еще много сюрпризов.

Один из них произошел в Новосибирске. Изучая сверхпроводимость, ученые вдруг столкнулись с ее антиподом - сверхизоляцией. Это было настолько невероятно, что старший научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН Татьяна Батурина сначала не могла поверить в результаты эксперимента. Последовала серия проверок, подтвердивших- эффект есть.

Опыты проводились с тонкими пленками нитрида титана, - рассказывает Батурина.-Кстати, этим веществом покрывают металлические зубные протезы, что обеспечивает их прочность и придает характерный «золотой» блеск. Так вот при сверхнизких температурах нитрид ведет себя как сверхпроводник, по нему ток течет практически без сопротивления. Но стоит уменьшить толщину пленки до наноразмеров, как материал вдруг теряет сверхпроводящие свойства. (Переход через границу качества - изменение структуры пленки. В.М.)

Это явление было открыто еще в конце XXвека. Но Батурина пошла дальше. В экспериментах, в которых ей помогал аспирант, Алексей Миронов, обнаружен совершенно неожиданный эффект: в некоторых случаях сопротивление пленки скачком увеличивается в миллионы раз. Его просто невозможно измерить! То есть наблюдался переход в новое, доселе неизвестное состояние вещества - сверхизолятор.

Настоящее открытия совершаются в науке крайне редко, тонны руды уходят в отвал ради единственного грамма радия. Так было и здесь. «Открываем рабочую тетрадь,- говорит Татьяна Батурина.- Первая запись от 26 января 2001года. Все началось с того, что Михаил Бакланов прислал мне пленки нитрида титана. Вообще я долго и нудно шла к результату. Кстати, еще два года назад один член-корреспондент РАН, также занимавшийся этой темой, сказал, что мне нужно бросить это занятие, поскольку там уже все ясно. Я и тогда и сейчас считаю, что мы только в начале пути».

По- моему, – этот эффект переключения вещества с сверхпроводимости скачком в состояние сверхизоляции, замечательный пример симметрии противоположностей: проводник-изолятор, горячий-холодный, и т.д. Я все время пытаюсь помнить о противоположном эксперименте, и это открытие мне представляется еще одним подтверждением важности обязательного проведения такого эксперимента при решении научных задач.

И вот что интересно. Автор открытия чуть - чуть изменил толщину пленки и получил переключатель, триггер. Возможно можно будет получать этот эффект не изменяя толщину, а изменяя какой то другой параметр пленки. Не знаю почему, но ко мне пришла вот какая мысль - в жизни, в физике, химии и т.д. существует правило, которое гласит -  сверх малые добавки или их удаление, доли секунды, архи малые количества вещества, и т.д. могут вызывать громадные изменения в системе. Может я не прав, но мне это видится так. Например, один режиссер, сказал артисту «Вы нам очень нужны»! и артист остался в театре на всю жизнь. В какие то доли секунды иногда приходится решать - драться или уносить ноги. В пересыщенный раствор попадание пылинки приводит к кристаллизации.

Гомеопатические лекарства, которые многим помогают. Я полагаю, что развитые системы находятся на самом предельном уровне границы качества, и поэтому от сверх малой добавки или ее удаления происходит перестройка структуры системы.

Можно еще много приводить примеров применения рассматриваемого закона, но очевидно одно - более глубокая проработка этого закона даст нам новые знания. во всех областях деятельности человека.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.