В Технионе научились повышать разрешение телескопа без увеличения его зеркала
Предел дифракции преодолен!

Предел дифракции преодолен! Исследователи Техниона впервые увеличили разрешение телескопа, не увеличивая его зеркало, сообщили в пресс-службе израильского технологического института.
Эти разработки израильских ученых могут значительно улучшить разрешение телескопов, экономя при этом расходы на производство дорогих и точных зеркал повышенного размера. Исследование, проведенное аспирантом Галем Гумпелем под руководством доктора Эреза Рибака с физического факультета Техниона, было опубликовано в специальном выпуске по астрофотонике научного журнала Journal of the Optical Society of America B.
Разрешение телескопа - резкость его изображения - это наименьший угол между двумя наблюдаемыми объектами, при котором их все еще можно визуально различить. Предел разрешения вызван физическим явлением, известным как дифракция: световые лучи преломляются и рассеиваются вокруг объектов на своем пути (в данном случае зеркала телескопа) когда они движутся в фокальную плоскость, где находится оптическй детектор (глаз наблюдателя или камера). Исходный угол света размывается, в результате чего наблюдаемый объект, в данном случае звезда, выглядит как нечеткое пятно. Две соседние звезды будут выглядеть как перекрывающиеся нечеткие пятна, которые мы больше не можем различить.
Есть два основных способа уменьшить дифракцию и улучшить разрешение, установленных принципом неопределенности квантовой механики. Одним из них является уменьшение длины волны, например, за счет освещения объекта синим светом вместо красного; другой - увеличение апертуры телескопа (диаметра его зеркала или собирающей линзы). Поскольку в астрономии мы наблюдаем естественный свет, на характеристики которого не можем повлиять, мы не можем уменьшить длину волны, и остается лишь увеличивать апертуру. Действительно, гигантские телескопы, построенные в последние десятилетия, обеспечивают очень высокое разрешение. В телескопах среднего размера или космических телескопах, ограниченных размерами и мощью ракеты-носителя, разрешение все еще остается серьезной проблемой.
Эксперимент Техниона был основан на усилении фотонов (световых частиц). Когда фотон, приходящий от звезды, пересекает апертуру телескопа, он достигает светового усилителя, атомной среды, которая реагирует, испуская множество дополнительных фотонов, идентичных исходному фотону как по направлению, так и по длине волны. Эти "фотоны-клоны" также подчиняются начальному дифракционному пределу, но благодаря своему количеству они позволяют лучше измерить угол, под которым оригинальный астрономический фотон пересек апертуру телескопа.
Это усовершенствование позволяет улучшить разрешение телескопа без увеличения его размера, однако до сих пор не приветствовалось, потому что одновременно со стимулированными фотонами атомы спонтанно излучают в самых разных направлениях «стихийные» фотоны, которые создают очень яркий фон и снижают искомое повышение разрешения телескопа.
В результате Гумпелю и Рибаку пришлось отдельно измерять также спонтанные фотоны. В лабораторном эксперименте они сначала блокировали «звездный» свет, измеряя только фоновое излучение,а затем измеряли как стимулированные, так и спонтанные фотоны одновременно, получая изображение искомого источника ("звезды") путем вычитания фонового излучения из комбинированной картины. Такой эксперимент проводится с белым светом впервые, поскольку большинство усилителей света (например, в лазерах) работают только на одной длине волны, а не по всему спектру.
По мнению исследователей, «одним из возможных недостатков метода является потеря чувствительности на конечных изображениях, но это приемлемая цена за столь существенно повышенное разрешение. Потерю чувствительности можно частично преодолеть за счет увеличения времени экспозиции (периода наблюдения)».
Рита Леви-Монтальчини: работать и думать — но не о себе
Испытать, что такое быть еврейкой, ей, разумеется, пришлось

Жизнь этой великой женщины складывалась в трудные времена, но выстраивалась довольно логично.
Рита Леви родилась в Турине в семье сефардских евреев, предки которых в 14 в. пришли в Италию из Испании. Отец, инженер-электрик, был отчетливо светским и высмеивал национальные обряды и праздники, которые опирались, как он считал, на чувства жестокости и мести. И если в доме и соблюдались какие-то традиции, то лишь из уважения к чувствам менее секуляризированной матери. Но и здесь, как вспоминает Рита Леви в автобиографии, отец не выдерживал: когда на очередном пасхальном седере перечислялись казни, постигшие египтян, отец разразился гневной тирадой: «Какая жестокость! Не могу понять, мы не просто радуемся выходу из Египта и концу рабства, но и тому, что Всевышний наказал египтян всеми этими казнями!». Негативную реакцию встречала у него и традиции поститься на Йом Кипур.

Семейство Леви-Монтальчини. Рита — крайняя справа
Воспринимая свое еврейство по факту, он никогда им особо не гордился. Всему этому способствовала толерантная атмосфера последних десятилетий 19 в. в Пьемонте, да и всей Италии. И хотя, со своим либеральным духом, он отвергал возможность крещения, точно так же он решительно отвергал идею сохранять древние национальные традиции, которые он считал архаичными — пусть и вопреки солидарности с гонимыми предками. Кроме того, во время учебы в университете у него были прекрасные отношения с однокурсниками-католиками (из числа которых двое женились на его сестрах), и он с большей охотой воспринимал евангельскую весть — как менее аскетичную и жесткую, чем ветхозаветная. Но обряды никакой из религий его не устраивали, и, в конечном итоге, он отказался от религиозного обучения своих четверых детей. Они не ходили, в отличие от прочих, ни в церковь, ни в синагогу, и запутавшаяся во всем этом маленькая Рита спросила у отца, кем ей себя считать. Тот нежно погладил ее по голове и объяснил: «Вы, дети, — свободомыслящие. Когда вам будет 21 год, вы сами решите, продолжать ли вам быть такими же, или принять иудейскую или католическую веру. Но вас это не должно беспокоить. Если вас спросят, кто вы, отвечайте: свободомыслящие».

И Рита Леви уже взрослой, когда она могла четко формулировать свое кредо, сказала в интервью: «Я гордилась Спинозой, для меня он великий еврейский мыслитель. Но никогда не было чувства гордости в том смысле, что мы лучше, чем другой народ… чувствовала себя еврейкой, но и в очень сильной степени итальянкой». И на вопрос, к какой религии принадлежит, отвечала: «Я свободомыслящая». Хотя и никто не понимал, что она имела в виду, в т.ч. и она сама, по собственному признанию. Ее называют агностиком, чаще атеистом. Она на этот счет высказалась вполне определенно. Восхищаясь папой Иоанном-Павлом II, Рита Леви заметила: «Завидую тем, кто верит в Бога, но я не могу. Не могу поверить в божество, которое награждает и карает, и хочет держать нас в руках».

Испытать, что такое быть еврейкой, ей, разумеется, пришлось. В 1936 г. Рита Леви получила диплом с отличием по медицине и продолжила специализацию по неврологии и психиатрии. В 1938 г. в Италии стали действовать расовые законы для «неарийцев». Тогда же Рита Леви «в первый раз почувствовала гордость, что она еврейка» и ощутила связь с жертвами развязанной в Италии антисемитской кампании. Не желая подвергать своих коллег по Туринскому университету (со стороны которых она никогда, по ее словам, не чувствовала ни малейших антисемитских проявлений) обвинениям в компрометирующих связях с еврейкой, она приняла приглашение работать в Институте неврологии в Бельгии. Со вступлением Италии в 1940 г. во Вторую мировую войну, из опасений за семью, Рита вернулась, соорудила мини-лабораторию в спальне у себя дома и продолжила работу. Когда в 1941 г. бомбы стали падать на Турин, семья перебралась в деревенский дом, где она воссоздала лабораторию уже в новой спальне. В 1943 г. Муссолини был низложен, началась немецкая оккупация Центральной и Северной Италии, и семья скрывалась во Флоренции, где находилась на нелегальном положении, тайно поддерживая партизан. Когда в августе 1944 г. Флоренция была освобождена союзниками, Рита стала армейским врачом-волонтером и помогала беженцам, борясь с тифом и другими болезнями.

Она вернулась в Туринский университет, но результаты ее экспериментов были уже столь известны, что ей предложили работу в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, где Рита Леви проработала 30 лет и добилась всемирной научной славы.
Но наследие детства этим не ограничилось. Отец-интеллектуал всегда заботливо и внимательно относился к детям: их никогда не наказывали. Но он был человеком викторианской эпохи, и это не только обуславливало надлежащие нормы приличия и чувство долга у детей. Все решения принимал глава семьи — муж и отец. Он был очень строг, дети боялись его во гневе. Отец считал, что главная обязанность женщины — быть хозяйкой в доме, а потому противился обучению всех трех дочерей в университете. И если в части религиозной Рита пошла по пути отца, то здесь она сделала все вопреки ему. С отцом сложились довольно сложные отношения еще в детстве: «Я решила никогда не выходить замуж и сдержала слово. Не хотела быть «второй половиной», как моя мать, которую я обожала. Я сказала отцу, что не собираюсь быть просто женой и матерью. Я тогда еще не знала, что буду ученым, не знала, какой наукой буду заниматься, но решила посвятить жизнь помощи другим. Отец это не одобрял, но не мог остановить меня». Не случайно, видимо, работая в США, она присоединила к своей отцовской фамилии фамилию матери — Монтальчини. И на протяжении всей жизни она отстаивала права женщин быть самими собой, определять самим свою судьбу, написала программную статью «Пробуждение женщины», проследив историю женской эмансипации с начала 19 века.

Фактически она всегда оставалась страстной феминисткой, что воплощалось и в практических действиях: в 1992 г., вместе с сестрой Паолой, она организовала фонд помощи детям, а в 2001 г. расширила его, помогая в получении образования африканским женщинам и детям. Ее феминизм органично вплетался в общие соображения об этике, о чем Рита Леви-Монтальчини немало писала, а в 1992 г. подписала «Предупреждение человечеству». Она считала главной угрозой миру архаизм человеческого сознания и полагала, что человечество находится на грани уничтожения: в последней главе автобиографии она ведет воображаемый диалог с Примо Леви, надеясь, что человек выйдет из своего чудовищного опыта с «поднятой головой и чистым духом».

В 1962 г. Рита Леви-Монтальчини основала Институт клеточной биологии в Риме и делила время между Америкой и Италией. В 1966 г. она была избрана членом Американской академии искусств и наук и Академии наук в Риме. В 1974 г. ее избрали членом Папской академии наук — первой женщиной в истории, к тому же с репутацией атеистки. Она член французской Академии наук и Лондонского королевского общества. В 1977 г. она вышла на пенсию и окончательно вернулась в Италию, но столь же активно продолжала научную деятельность.

В 1986 г. Рита Леви-Монтальчини получила Нобелевскую премию в области медицины за открытие факторов роста. В 2001 г. ее избрали пожизненным сенатором Итальянской Республики. В сенате она поддерживала левоцентристскую коалицию и победила в скандальной дискуссии 2006 г., когда правые попытались ограничить бюджет научных исследований. Она оставалась директором основанного ей в 2002 г. Европейского института исследования мозга до самой смерти.
Умерла она в 2012 г., в возрасте 103 лет, установив рекорд долгожительства среди нобелиатов. Она никогда не болела, до конца своих дней не носила очков, оставалась стройной, встречала журналистов с безукоризненной прической, в элегантных платьях, обычно черного цвета, с золотой брошью на шее собственного дизайна. Будучи 100-летней, она заметила: «Мой мозг работает сейчас лучше, чем в двадцатилетнем возрасте» и «я безразлична к своей смерти, которая повлияет только на мое тело. От меня останется то, чего я достигла, работа всей моей жизни. Ты не умираешь с физической смертью — твой месседж живет». Не душа — работа и месседж: «Наши поступки, мысли. Помнится то, кем мы были».

Она любила театр, но не была большим поклонником оперы: «Мне нравятся цвета, цветы, живопись, но о музыке я мало знаю, разве что-то из Бетховена, Баха, немного Шуберта, Моцарта и Шопена».
На естественный вопрос, как ей удалось так сохраниться и работать в преклонном возрасте, она поделилась рецептом: вставать в 5 утра, есть раз в день, ланч, и ложиться спать в 11 вечера. Добавив: «Я могу себе позволить тарелку супа или апельсин вечером, но на самом деле меня мало интересуют еда и сон». Но она сформулировала и более общее правило долгожительства: «Без еды, мужа и сожалений». И добавила, что насчет замужества и отсутствия детей никогда не испытывала разочарования: «Моя жизнь богата замечательными человеческими отношениями, работой и увлечениями. Я никогда не чувствовала себя одинокой, ни о чем не сожалела и, думаю, на моей совести нет тяжких грехов». «Секрет жизни» состоял для нее в том, чтобы «постоянно думать. И перестать думать о себе. Не более того».




