ТОКИО, 20 декабря. /Корр. ИТАР-ТАСС Василий Головнин/. Японские исследователи впервые в мире смогли зафиксировать и воспроизвести на экране зрительные образы из мозга человека, что в перспективе открывает путь к видеозаписи снов и визуальных фантазий. Такого революционного результата добилась группа специалистов Международного института продвинутых телекоммуникационных исследований /Эй-Ти-Ар/, который базируется в городке Сэйка в префектуре Киото, сообщил научный журнал "Ньюрон" /Neuron/.
Исследователи исходили из того, что оптические образы преображаются в сетчатке глаза в электрические сигналы и затем обрабатываются в соответствующей части головного мозга. Для фиксации таких импульсов специалисты применили магнитно-резонансный сканер особой чувствительности, а также специально разработанную компьютерную программу для анализа полученных результатов.
Двум участникам экспериментов на экране в 100 пикселей один за другим показывали сотни различных простых изображений - комбинации черно-белых пятен, буквы. Исследователи смогли при этом зафиксировать и проанализировать изменения в работе участка головного мозга, отвечающего за визуальные сигналы. Путем обработки на компьютере удалось, в частности, считать из мозга слово "нейрон", которое было показано людям на экране, а также пять геометрических фигур, включая крест и квадрат.
В работе группы исследователей принимает участие доктор Юкиясу Камитани, который ранее прославился разработкой технологии, позволяющей в принципе управлять роботом силой мысли. Используя магнитно-резонансный сканер, он сумел заставить механическую руку повторять простейшие движения руки человека - например, сжимать пальцы в кулак.

Многие знают, что современные светодиоды эффективнее ламп накаливания, а некоторые модели могут поспорить с лампами дневного света.
Но когда очередная группа сообщает еще об одном "новом источнике, лучше прежнего", люди обычно зевают и говорят: "Отлично. Сэкономим еще несколько ватт, и что дальше?" А дальше вырисовывается занятная перспектива, сулящая пересмотр многих аспектов жизни цивилизации.
Почти два триллиона долларов — столько сэкономят Земле новые светодиоды за следующие 10 лет, при условии широкого их внедрения. В энергетических же единицах экономия выразится в 18,3 тераватт-часа. Сокращение выбросов CO2 за это "светодиодное" десятилетие составит 11 гигатонн, а потребления нефти — почти миллиард баррелей. И 280 среднестатистических электростанций можно будет закрыть, пишет membrana.ru.
Да, с размахом подошли к прогнозу будущего твердотельных систем освещения профессора Чон Кхю Ким (Jong Kyu Kim) и Фред Шуберт (E. Fred Schubert) из политехнического института Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute).
Они попробовали выйти за рамки экономии электричества "для одного дома" и представить, каким будет наш мир, в котором светодиоды (LED) получат куда большее распространение, чем имеется ныне. А главное, они посчитали, каких технических высот нам следует ждать от тех же светодиодов в ближайшие годы.
Все это вместе ученые назвали "умное освещение", а чтобы красивые слова не расходились с делом, институт Ренсселера совместно с университетами Бостона (Boston University) и Нью-Мексико (University of New Mexico) создал исследовательский центр — Smart Lighting Research Center.
На воплощение светодиодных грез Национальный научный фонд (NSF) выделил партнерам 18,5 миллиона долларов на следующие пять лет. Потому "оду светодиодам" профессоров Ренсселера можно считать анонсом будущих побед центра.
А поскольку данной темой занимаются далеко не только в упомянутых университетах и институтах, — грядущую "смену парадигмы" можно считать делом решенным. Уйдет ли на это 10 лет, или несколько больше — другой вопрос.

Забудьте о Виагре - в данный момент ученые занимаются разработкой электронного "секс-чипа", который сможет стимулировать центры удовольствия прямо внутри коры головного мозга.
Возможно, уже в ближайшее десятилетие, все желающие смогут имплантировать себе в мозг специальные электроды для глубокой стимуляции мозга при помощи легких электрических разрядов. Подобная технология в прошлом уже применялась в Америке для лечения болезни Паркинсона.
Как сообщило британское издание The Times, в последние месяцы ученые Оксфордского университета провели ряд подробных исследований функций орбитофронтальной коры головного мозга - области, расположенной позади глаз, где, как было установлено, располагается центр сексуального удовольствия, а также центр удовольствия, получаемого от еды.
По мнению главы исследовательской группы, старшего научного сотрудника кафедры психиатрии Мортена Крингельбаха, разработанный метод стимулирования данной области мог бы помочь людям, страдающим от полного равнодушия (ангедонии) и неспособности испытывать удовольствие от секса, а также от приема пищи.
Его коллега Типу Азиз, профессор нейрохирургии оксфордской больницы им. Джона Радклиффа, заявил, что "секс-чип" мог бы стать научным прорывом последнего десятилетия. "У нас уже есть доказательства того, что этот чип будет работать", - говорит он. "Несколько лет назад ученые вживили подобное устройство в мозг женщины с низкой сексуальной активностью и превратили ее в чрезвычайно сексуально активную даму. Правда, ей не понравились внезапные перемены, и устройство из ее головы было удалено".
По словам Азиза, уже к 2015 году могут быть созданы многоцелевые микрокомпьютеры для стимуляции мозга с автономным питанием и дистанционным управлением. "Их можно будет применять для лечения многих заболеваний", - говорит он.
Стоит отметить, что электронная машина для стимуляции спинного мозга с целью вызвать сексуальные ощущения у женщин уже находится в стадии разработки под руководством Ее название - "Оргазматрон"- было взято из фильма Вуди Аллена "Sleeper".

Кажется, заветы одного из героев Аркадия Райкина, который предлагал рационализировать все и вся (и в том числе – получать электричество из вращения балерин), приобретают все большую актуальность. Сегодня, когда человечество все ближе к исчерпанию естественных источников энергии, добыть ее пытаются из всего вокруг.
Израильская компания Innowattech, скажем, намерена получать электричество из дорожного трафика. Идея проста и оригинальна: двигаясь по трассе, автомобили неизбежно слегка деформируют ее. Осталось найти способ конвертировать создаваемое ими давление в электрический ток.
Для этого в дорожное полотно предполагается интегрировать кристаллы, обладающие свойствами пьезоэлектриков, то есть способные генерировать электрический заряд при деформации. По словам одного из разработчиков новой технологии, Хаима Абрамовича (Haim Abramovich), их решение позволит собирать в час около 0,4 кВт энергии с каждого километра обычной четырехполосной дороги. Так или иначе, но в Innowattech уже готовят к тестированию 100 метров «электродороги».
Сходные решения предлагается использовать и на железнодорожных магистралях, на взлетно-посадочных полосах аэропортов и даже на беговых дорожках. Что снова напоминает нам о герое Аркадия Райкина.

СNews | 11:58:49

Студент из университета Карлетона (Carleton University) в Канаде нашел способ уменьшить энергопотребление портативных радиопередающих устройств, коими могут быть, к примеру, сотовые телефоны. Автор изобретения Атиф Шамим предложил удалить электрические соединения, служащие для передачи сигналов между компонентами устройства и его антенной. Вместо металлических контактов он предложил использовать беспроводную связь прямо внутри устройства. Идея была реализована на прототипе, и в процессе проверки в безэховой камере выяснилось, что он потребляет в 12 раз меньше электроэнергии по сравнению с обычным модулем. "Никто раньше не пробовал подсоединить микросхемы к антенне по беспроводной связи, - рассказывает Шамим. - Как правило, для этого используются провода и множество других элементов. В них-то и происходит потеря энергии".

СNews | 11:58:49

Студент из университета Карлетона (Carleton University) в Канаде нашел способ уменьшить энергопотребление портативных радиопередающих устройств, коими могут быть, к примеру, сотовые телефоны. Автор изобретения Атиф Шамим предложил удалить электрические соединения, служащие для передачи сигналов между компонентами устройства и его антенной. Вместо металлических контактов он предложил использовать беспроводную связь прямо внутри устройства. Идея была реализована на прототипе, и в процессе проверки в безэховой камере выяснилось, что он потребляет в 12 раз меньше электроэнергии по сравнению с обычным модулем. "Никто раньше не пробовал подсоединить микросхемы к антенне по беспроводной связи, - рассказывает Шамим. - Как правило, для этого используются провода и множество других элементов. В них-то и происходит потеря энергии".

Разработан новый источник света

Исследовательская группа частного университета Дьюка (штат Северная Каролина, США) под руководством профессора Генри Эверетта (Henry Everett) разработала состав, обеспечивающий конверсию ультрафиолетового излучения в видимый свет.
Используются нетоксичные вещества, несложные технологии их переработки, а результирующее излучение по своим спектральным характеристикам соответствует дневному свету, наиболее "комфортному" для человеческого глаза с максимумом в зелёной области спектра и существенно превосходящему по этому показателю люминесцентные лампы дневного света.
Конверсия осуществляется в фосфоре, в который добавлен разработанный учёными состав, содержащий серу. Ранее они показали, что материал, получающийся при спекании при температуре около 1 тыс. градусов Цельсия мелкодисперсного порошка оксида цинка, в который добавлена сера, является эффективным конвертером ультрафиолета в видимый свет - этот показатель к настоящему времени доведен до 80%. Источником ультрафиолетового излучения является светодиод.
Новый материал обладает рядом преимуществ перед светодиодными источниками "белого" света, уже появившимися на рынке - последние существенно дороже, обладают относительно малым сроком эксплуатации и обеспечивают не вполне "белый" свет.

Исследователи из крупного японского университета Сидзуока пришли к заключению, что бамбук тоже пригоден для производства высококачественного биотоплива. Одним из несомненных преимуществ уникального растения высотой до 38 м, которое в большом количестве "освоило" многие районы Японских островов, является его стремительный рост. К тому же в отличие от сахарного тростника и кукурузы стволы бамбука не используются как пищевой продукт.
В результате экспериментов японские ученые разработали способ превращения массы бамбука в ультрамельчайший порошок. Он позволяет уже сейчас достаточно эффективно, до 75%, перерабатывать целлюлозу в глюкозу. Через три года исследователи намерены с помощью лазерной техники и современных биотехнологий повысить коэффициент переработки до 85%. Одновременно ставится задача снизить стоимость "бамбукового" биоэтанола до 100 иен (около $1) за один литр.
Согласно планам правительства Японии ежегодное потребление биоэтанола в стране к 2030 году должно составить 2,2 млн. килолитров, отмечает ИТАР-ТАСС. По подсчетам группы профессора Киохико Накасаки, общее количество массы растущего в стране бамбука достигает 93 млн. тонн. Ежегодная заготовка 3,3 млн. тонн этого вечнозеленого растения, которая будет вполне безвредной для экосистемы страны, уверен он, позволит обеспечить почти 10% национального спроса на биоэтанол.

Калифорнийские ученые планируют создать искусственное солнце в лабораторных условиях, с целью обеспечить планету альтернативной энергией, сообщает The Telegraph.

Попытка зажечь искусственное солнце и запустить процесс термоядерной реакции намечена на весну будущего года в Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора.

Цель ученых – создать искусственное солнце, которое будет вырабатывать столько энергии, сколько хватило бы на создание температуры в 100 миллионов градусов по Цельсию и давления в миллиарды раз сильнее, чем где-либо на Земле. Для создания подобных условий понадобится небольшое количество горючего.

Чтобы запустить этот механизм, ученые будут использовать мощный лазер. В итоге, планируется спровоцировать мощный взрыв, в результате которого выделится в 10 раз больше энергии, чем было потрачено на его создание.

Если эксперимент увенчается успехом, это будет означать первый шаг к созданию синтезирующей атомной электростанции и практически неисчерпаемого источника энергии.

Материал подготовлен редакцией rian.ru на основе информации открытых источников

Американцы выпустили самый маленький топливный элемент на Земле

Химики Саид Мохаддам и Марк Шэннон из Университета Иллинойса создали крохотный водородный топливный элемент, который не требует производства сложных миниатюрных деталей и при этом генерирует ток, не потребляя его для своих собственных нужд. Размеры устройства составляют всего лишь 3 x 3 x 1 миллиметр. Внутри устройства всего четыре компонента: мембрана, разделяющая ёмкости с водой и гидридом металла, и электроды, расположенные под ячейкой с гидридом. Через микроскопические отверстия в мембране молекулы воды попадают в смежную ячейку в виде пара. Пар реагирует с соединением металла, образуя водород, который, наполняя камеру, перекрывает поток воды. По мере прохождения реакции на электродах количество водорода уменьшается (а вместе с ним и давление этого вещества), мембрана возвращается в начальное положение и молекулы воды снова начинают попадать в ячейку с гидридом. Таким образом, осуществляется автоматическое регулирование реакции воды с гидридом металла (и беспрерывное её продолжение). Благодаря особенным размерам созданного устройства приток молекул воды определяют не гравитационные силы (как в классических топливных элементах), а поверхностное натяжение. Это означает, что устройство может работать в движении и даже при вращении.
Первые модели миниатюрного топливного элемента были способны генерировать напряжение 0,7 вольта (ток 0,1 миллиампера в течение 30 часов). Новые образцы устройств дают ток до одного миллиампера при том же напряжении. Конечно, и этого недостаточно для питания портативных устройств. К примеру, мобильные телефоны "съедают" до нескольких вольт. Однако микроробот на таком топливном элементе был бы вполне жизнеспособен. Ныне созданное устройство (объёмом 9 кубических миллиметров) действительно мало, но Стивен Арскотт, эксперт в области малых топливных элементов из Университета Лилля, считает, что ему не хватит мощности для питания. В качестве хорошего примера он, конечно же, приводит своё. Устройство Арскотта почти в три раза больше, работает на метаноле (более типичный для топливных элементов источник водорода) и при этом выдаёт удельную мощность в десять раз большую, нежели элемент Мохаддама. Впрочем, Шеннон отмечает, что устройства сравнивать некорректно. В рабочей модели Арскотта топливо поступает извне, в то время как у нового устройства всё необходимое находится на борту. Таким образом, в перерасчёте на общий объём получается, что удельная мощность миниатюрного топливного элемента составляет относительно большое значение (около ста ватт на литр).
В любом случае в будущем подобные усовершенствованные элементы способны потеснить батареи в мобильных устройствах. И дело не только в том, что топливные элементы способны поставлять на порядок больше энергии. Важно, что новый источник тока прекрасно работает в любом положении, замечает журнал "Мембрана".

МОСКВА, 15 янв - РИА Новости. Ученые создали новый вариант "плаща-невидимки" - основанную на новых принципах разновидность метаматериала, который позволяет делать скрытые под ним предметы невидимыми в более широком диапазоне излучения, чем прежние разработки, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Идея создания материала, делающего невидимым скрытое за ним, возникла в 1960-е годы, когда советский ученый Виктор Веселаго обосновал теоретическую возможность создания сред с отрицательным показателем преломления. Теория позволяет создать среду, в которой, величины магнитной и диэлектрической проницаемости плавно меняются так, что электромагнитные волны будут отклоняться и огибать предмет, помещенный в нее, и тот будет оставаться невидимым для внешнего наблюдателя.
Авторы статьи, Дэвид Смит (David Smith) из университета города Дьюка (США) и его коллеги из Юго-восточного университета города Нанкин (Китай) применили новый подход к созданию "плаща-невидимки".
В нем излучение не огибает скрытый предмет. Напротив, электромагнитные волны проходят сквозь метаматериал, достигают спрятанного там предмета и, отражаясь от него, рассеиваются. При этом "плащ-невидимка" отклоняет отраженные волны так, что на выходе из метаматериала они кажутся наблюдателю отраженным от плоской поверхности, а не от выпуклого предмета, который на ней на самом деле лежит.
При таком подходе требуется конструировать новый "плащ-невидимку" для каждого конкретного предмета. Однако ученые считают, что их технология позволяет создать метаматериал достаточно быстро и просто. Кроме того, при необходимости под ним можно прятать более сложные и крупные предметы.
Метаматериал Смита собран из десяти тысяч элементов - стандартных медно-слюдяных печатных плат. "Плащ" имеет размеры 500 на 106 миллиметров и позволяет сделать невидимым выпуклый объект 40 на 5 миллиметров, помещенный на плоскую поверхность.
Ученым удалось продемонстрировать корректную работу "плаща-невидимки" в диапазонах частот с 13 до 16 гигагерц (существующие метаматериалы "работают" только на одной частоте), однако они уверены, что он может работать в гораздо более широком диапазоне - от 1 до 18 гигагерц. Экспериментальная проверка этого требует особых лабораторных условий.
Метаматериалы с успехом могут использоваться для маскировки, например, военных объектов, так как их невозможно обнаружить средствами радиоразведки в определенном диапазоне частот.

Экспериментальный аппарат, построенный Джекобом Розеном (Jacob Rosen) и его коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC), от экзоскелетов прошлых отличают как минимум два принципиальных нововведения.
Во-первых, это возможность перемещения конечностей во всех плоскостях – в новом экзоскелете она такова, что обеспечивает человеку 95% от природного диапазона действий, тогда как другие машины такого рода ограничивали подвижность сильнее.
Во-вторых, и это главное, приводы нового аппарата управляются нейронными сигналами владельца! В то время как в прежних экзоскелетах инженеры использовали следящий сервопривод, обнаруживающий усилие рук (или ног) человека (или слабое их перемещение) и затем умножающий его в энное число раз.
Розен же полагает, что настоящего чувства единения человека и машины можно добиться, только если силовые приводы будут смещать железные конечности едва ли не раньше, чем начнут напрягаться живые мышцы. Новая опытная разработка — Exoskeleton Prototype 3 (EXO-UL3) — и призвана отработать на практике такую систему управления.
Этот экзоскелет для рук закреплён пока на стене. Для большей безопасности — приводы всё же довольно мощные, да и вес машины не мал. Но в перспективе американские специалисты хотят построить полностью носимый вариант.
Работает же система так. "Желание" человека сместить куда-либо руку (плечо, кисть...) машина обнаруживает благодаря неинвазивной поверхностной электромиографии — набору датчиков, снимающих биотоки, командующие мышцами.
Естественную неуловимую глазом задержку между появлением первых миоэлектрических сигналов и фактическим началом движения той или иной мышцы компьютер использует, чтобы успеть вычислить предполагаемое смещение руки, применяя свою цифровую модель человеческой конечности (дополнительно задействуется обратная связь от датчиков фактической позиции и скорости частей машины).
В результате приводы костюма-робота срабатывают абсолютно синхронно с сокращениями мышц и "давят" в ту сторону, в какую носитель аппарата желает согнуть свою руку. Потому человеку кажется, что EXO-UL3 — продолжение его тела.
Правда, пока эта система управления (авторы робота называют её "биопорт") — сырая. Группа профессора Розена как раз работает над её отработкой и настройкой. Но и первые результаты вполне обнадёживают.
Любопытно, что EXO-UL3 (вернее, те машины, в которые он предположительно эволюционирует) Джекоб мечтает увидеть не на поле брани, а в госпиталях или даже домах пациентов. Он говорит, что чувствительный к миотокам костюм способен усиливать слабые мышцы людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями, переживших инсульт, и так далее.
Экзоскелет мог бы не только облегчить таким больным жизнь, но и посодействовал бы их реабилитации, служа хорошим тренажёром. Вместе с тем машина может быть выполнена в одностороннем варианте.
При инсульте страдает обычно половина моторной коры мозга, — поясняют исследователи, — а восстановление функций парализованной половины тела зависит и от гибкости коры, и от изнурительных тренировок.
Заметим, Джекоб — один из немногих инженеров, "толкающих" экзоскелеты в область помощи полностью или частично парализованным пациентам, старикам.

Явление квантовой телепортации — передачи квантовой информации (например, направления спина частицы или поляризации фотона) на расстояние от одного носителя другому — уже наблюдалось в случае двух фотонов, фотонов и группы атомов, а также двух атомов, посредником между которыми служил третий. Однако ни один из предложенных способов не годился для практического использования.
Наиболее реалистичной и легко реализуемой на этом фоне выглядит схема, предложенная специалистами из Университета Мэриленда (США). Ученым удалось осуществить перемещение квантовой информации между двумя атомами, расположенными в метре друг от друга, причем показатель надежности доставки превысил 90 процентов. «На основе нашей системы можно сконструировать крупномасштабный «квантовый повторитель», который будет использоваться для передачи информации на большие расстояния», — представляет новую разработку Кристофер Монро (Christopher Monroe), возглавивший исследования.
Физическую реализуемость квантовой телепортации обеспечивает свойство квантовой запутанности, выражающееся в том, что состояния (а следовательно, и некоторые физические свойства) двух связанных объектов — даже разнесенных в пространстве — оказываются взаимозависимыми. В эксперименте американских ученых связанными оказались два иона иттербия, помещенные в вакуумные ловушки и окруженные металлическими электродами (см. рисунок). Непосредственно перед проведением опыта исследователи определили два основных состояния ионов, которые использовались в качестве элементов хранения квантовой информации — кубитов.
В начале эксперимента ионы (назовем их А и Б) находились в одном из основных состояний. Затем на ион А направлялось микроволновое излучение, испускаемое одним из электродов; в результате кубит оказывался в некоторой суперпозиции своих собственных состояний (происходила запись информации для передачи). Сразу после этого оба иона возбуждались лазерным импульсом пикосекундной длительности. Возврат в одно из основных состояний — «значений» кубита — проходил с испусканием фотонов, «цвет» которых (красный или синий), соответствовавший разным длинам волн, однозначно определял конкретное значение. Затем фотоны с помощью линз направлялись по оптоволоконному кабелю к светоделительному элементу; при попадании на него каждая частица могла либо отразиться, либо пройти напрямую (вероятности этих событий одинаковы). По обеим сторонам светоделителя располагались детекторы.
До попадания на светоделитель каждый из фотонов находился в неизвестной суперпозиции состояний, однако в детекторе могли быть зарегистрированы уже только четыре различных вида частиц, соответствующих цветовым комбинациям «синий-синий», «синий-красный», «красный-синий» и «красный-красный», и лишь в одном из указанных вариантов фотоны одновременно достигают обоих детекторов. В этом случае определить, какому иону «принадлежит» данный квант света, становится невозможно (не хватает информации о том, отразился фотон от светоделителя или прошел насквозь). Такая неопределенность и сигнализирует о том, что квантовые состояния ионов оказались связаны.
Достигнув этого результата, ученые определили состояние иона А. В полном соответствии с законами квантовой механики, измерение вывело его из суперпозиции в некоторое определенное состояние, причем ион Б при этом принял противоположное «значение». Зная выходное состояние кубита А, исследователи установили параметры микроволнового импульса, при воздействии которым на кубит Б из него извлекалась информация, записанная на первой стадии эксперимента. На этом процесс телепортации завершился.
Заметим, что исходное состояние иона А в процессе передачи разрушается; именно это отличает данную технологию от копирования и позволяет применять термин «телепортация».
Полная версия отчета ученых опубликована в текущем выпуске журнала Science.

Проблема производства длинных, прочных и легких тросов из нанотрубок заинтересовала инженеров довольно давно: дело в том, что такие материалы необходимы для реализации проекта космического лифта, предложенного еще К. Э. Циолковским. В настоящее время идея основоположника космонавтики активно продвигается НАСА; по расчетам специалистов, длина троса (с учетом свободного конца, который служит противовесом) должна составлять приблизительно 100 тысяч километров.
Всего же на постройку космического лифта уйдет около 230 тысяч километров нанотрубок. Ученые из Кембриджского университета (Англия), заявившие о создании нового материала, пока поддерживают его производство на уровне одного грамма в день; такое количество можно растянуть на 29 километров. «По существу, мы превращаем углерод в дым, частицы которого представляют собой нанотрубки, связывающиеся друг с другом, — объясняет суть технологии профессор Алан Уиндл (Alan Windle). — Этот эластичный дым затем сплетается в волокна». Для выполнения заказа НАСА придется, очевидно, переходить к промышленным методам изготовления, однако исследователи надеются преодолеть все трудности и разработать подходящий технологический процесс.
Презентация нового материала прошла на конференции в Люксембурге, организованной ассоциацией EuroSpaceward.

Физикам из Стэнфордского университета удалось создать надпись, отдельные детали которой имеют размеры в десятые доли нанометра. Работа исследователей опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
В основе метода, которым пользовались ученые, лежит так называемая квантовая голография. В обычной голографии для записи изображения используются данные об интерференции двух световых потоков: отраженного и опорного. Облучение голограммы потоком, близким по характеристикам к опорному, позволяет восстановить изображение исходного объекта. Отличие квантовой голографии заключается в том, что вместо интерференции световых волн используется интерференция электронов, которые, как известно, обладают свойствами волн.
В рамках исследования ученые разместили молекулы угарного газа CO на медной подложке. Они были расположены в виде концентрических образований, оставляющих в центральной части свободное пространство. При помощи сканирующего туннельного микроскопа ученые считывали интерференционную картину, создаваемую молекулами угарного газа в электронном потоке на поверхности, и воссоздавали получившуюся картину.
При помощи специальной программы исследователи рассчитывали новое положение, в которое необходимо передвинуть молекулы CO, чтобы получившаяся картина интерференции представляла собой букву латинского алфавита. Таким образом ученым удалось получить S и U, размеры отдельных деталей которых составили около 0,3 нанометра.
Для простоты понимания принципов работы сами ученые приводят следующую аналогию. Представьте мелкий пруд, по которому постоянно идет водная рябь. Камни, расположенные в этом пруду, будут вызывать волны, взаимодействие которых между собой можно рассчитать. Проведя эти (довольно сложные) расчеты, теоретически можно вычислить расположение камней, которое будет давать так называемые стоячие волны в виде некоторой буквы.
В рамках работы исследователям удалось пойти еще дальше. Им удалось разместить молекулы угарного газа так, чтобы при считывании микроскопом на различных уровнях энергии туннелирования возникали разные буквы. Продолжая аналогию с оптической голографией, это равносильно созданию такого изображения, что при освещении его светом одного цвета получается одна картинка, а светом другого - другая.
По подсчетам исследователей, им удалось добиться плотности записи около 20 бит информации на один квадратный нанометр. Однако они отмечают, что их технология записи и считывания пока очень далека от практического применения, хотя бы потому, что требует для своих нужд сканирующий туннельный микроскоп.