Страница 5

Возрастает и издаваемый при этом электрический шум, который улавливается чувствительными приемниками и пересчитывается затем в показания температуры.

Профессор К. Шолькопф и его коллеги из Йельского университета предлагают к использованию термометр, основанный на измерении Электрических шумов, аналогичных статическим разрядам, которые иногда можно услышать в радиоприемниках при близких грозовых разрядах в атмосфере. Впрочем, ученые самокритично указывают, что сама по себе идея далеко не нова. Именно по радиошуму астрономы еще четверть века тому назад не только обнаружили реликтовый фон, оставшийся после Большого Взрыва, но и измерили температуру космической среды. Она оказалась лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля. Однако до сих пор никому не удавалось толком откалибровать показания таких термометров. Новшество профессора и его коллег заключается в том, что им удалось разработать методику калибровки, а также использовать новый способ на практике для измерения сверхнизких температур.

Впрочем, все известные способы измерения температуры оказываются бесполезными, когда, например, физики проводят эксперименты с атомами, охлажденными до миллиардных долей градусов выше нуля.

«Никакой градусник не удается охладить до такой температуры, которую мы достигаем в своих экспериментах, — говорит доктор Уильям Филлипс, получивший в 1997 году Нобелевскую премию за разработку методов лазерного охлаждения. — Но ведь температуру при таких экспериментах нужно как-то измерять?..»

При ультранизких температурах физики вынуждены опять-таки регистрировать температуру как производную скорости теплового движения атомов. Освещая атомы и следы их движения в специальных камерах лазерной вспышкой, они замеряют скорость передвижения атомов до по этому показателю затем вычисляют температуру.

И это лишь один пример. А вот другой. Как быть, если нужно измерить температуру в недрах или хотя бы на поверхности отдаленного небесного тела? Первая сложность — как доставить термометр к такому объекту?

Сложность вторая: а есть ли вообще градусники, способные измерять температуру в миллионы градусов?.. Астрономы в таких случаях опять-таки идут окольным путем, используют свойства нагретой материи давать излучение. Его спектр анализируют, определяют по нему температуру и ряд других параметров.

Наконец, последние годы биологи задались вопросом, каким образом живые существа измеряют и регулируют температуру собственного тела?.

В 1999 году профессор клеточной и молекулярной биологии из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Дэвид Джулиус и его коллеги смогли впервые идентифицировать протеин, служащий нервным клеткам своеобразным термометром. При температурах выше этот протеин, пронизывающий клеточные стенки, открывает поры в клеточной мембране, пропускающие кальциевые, калиевые и натриевые ионы. Они, в свою очередь, возбуждают нервные клетки, а те посылают болевые сигналы в мозг. И человек понимает, что он заболел…

«Многие млекопитающие, не говоря уж о людях, весьма четко ощущают некий температурный порог выше которого тепловые ощущения становятся болезненными, — говорит профессор Джулиус. — Этот механизм, кстати, позволяет нам не получать обширных ожогов, схватив, например, раскаленную кочергу».

Кстати, при исследованиях неожиданно выяснилось, что те же протеины, что реагируют на температуру, похоже реагируют и на вещества вроде перца. Так что не случайно маленькие дети говорят о перце или горчице, что они горячие…

Сейчас установлено также, что в организме существуй ют еще несколько протеинов, каждый из которых настроен на определенные границы тепла и холода. Таким образом за каждый интервал температур отвечает свой биологический датчик. Тому же профессору Джулиусу недавно, например, удалось выделить протеин, который подает сигнал в мозг лишь в том случае, если температура окружающей среды ниже 60 °C.

Кстати, на основе аналогичных прототипов исследователи намерены создать и органические биочипы, способные реагировать на температуру.