自红外化学激光器在本世纪六十年代中期首次出现以来,科学家们一直试图将其波长移至较短的可见光波段。五角大楼为此在过去的二十年中花费了数百万美元,最后还是放弃了这一努力。现在,美国乔治亚理工学院的一个研究小组已在其研究的两个化学激光系统中探测到了属可见光波长范围的激光发射。这个研究小组的工作由美国国家科学基金会资助,但其任务并不是研制化学激光器。

在普通激光器中,用电或光激发激光介质中的原子或分子。而在化学激光器中,则通过化学反应激发原子或分子以使其发出激光。军界对具有潜在高效率的化学激光器很感兴趣。对工厂或实验室中的激光器来说,使用电力可能没有什么问题,但若要用在战场上或空间战船上,则使用电源动力太不方便了。

迄今为止化学激光器只做到红外波段,由于波长太长而需要大型光学系统才能实现瞄准和追踪,这就限制了其应用;此外,大部分靶材料在红外波段的反射也很强。如果使用了可见光,所需光学系统的尺寸将减小,而且靶材料对可见光的吸收也较大。

乔治亚理工学院的研究成果距制成可用于战场的激光器还差得很远。到目前为止,詹姆斯 · 戈尔(James Gole)和他的同事斯蒂芬 · 考伯(Stephen Cobb)、罗伯特 · 胡德沃德(Robert Woodward)等人只是测到了在两种物质中的(在可见光范围的)所谓“激光放大”作用。他们还没有像在通常的激光器中那样,通过激光在一对镜子间的振荡而引出射束。正因为如此,他们对于是否宣告已制成第一台在可见光范围的化学激光器这事还踌躇不定。

戈尔说他们的工作是从研究钠的三原子聚合物和卤素的反应出发的。氯、溴或碘和钠的三聚物(Na3)之间进行释能反应时,从钠的三聚物中拉出一个钠原子形成卤化钠,并使余下的两个钠原子组成的分子处在高激发态。处在激发态的钠原子以发射荧光的形式重新放出能量。戈尔 · 考伯和胡德沃德使一染料激光器发出的光通过发生上述化学反应的那个有绿色荧光的区域,他们发现,对于波长为527纳米(10-9米)的光来说,(通过上述荧光区域后的)光放大作用达到百分之一。

戈尔他们也测量了另一个发出很亮绿色荧光的系统对激光的放大作用。臭氧和硅或锗蒸汽进行化学反应,产生处在激发态的一氧化硅或一氧化锗分子,它们在退激发时可把能量转移给铊蒸汽,然铊原子(在退激发时)放出波长为535纳米的强绿光。与钠不同的是,此系统只产生脉冲放大。

[韩伯寅译自New Scientist,1987年12月]

在太阳系外进行天体测量

美国国家宇航局喷气推进实验室的科学家正在研究用能够运载1.5米望远镜的宇宙飞行器飞到太阳系之外进行观测,被命名为TAU计划(Thousand Astrona mical Units)的主要目的将是比在地球上更为精确地确定恒星和星系的距离。

通过三角视差的测量方法,即测量从地球轨道的对边见到的恒星位置的明显变化,天文学家能够测量出到恒星的高达400光年的距离。然而,这一距离所代表的区域仅是我们银河系里较小的一角。

TAU计划将增大进行测量的两点间的距离,从目前的最大值2个天文单位到1000个天文单位。通过从地球上的测量结果和TAU飞行测量的结果进行比较,天文学家就能定出位于银河系深处的恒星的距离。

TAU计划的规划小组是由喷气推进实验室的天文学家阿登(Aden)和马乔里 · 迈内尔(Marjorie Meinel)领导的。确定宇宙飞行器的外形构造和制订飞行计划的科研目标都需要多年的时间,发射工作预定在下个世纪初进行。

提出的这个计划将使用目前在喷气推进实验室仍处在研制阶段的推进技术和通讯技术。三种刚刚露头的技术——离子推进、兆瓦特核反应堆动力源和光学激光通讯是TAU计划的柱石。在喷气推进实验室已对它们进行了几年的研究。

兆瓦特核反应堆将用电子来加速一束离子,产生出的推力可维持10年之久。飞行器的速度每小时超过35万公里,在50年内完成它的长达1000天文单位的飞行(旅行者探测器则需要花300多年才能达到这一距离)。使用太空站上的接收机接收信号,激光通讯系统就能将资料发送回地球。

[华林南译自Astronomy 1986年12月]

是彗星撞击的吗?

周期性的彗星雨是造成太阳系中陨石坑的主要原因的理论在最近的两个研究中受到质疑。休斯敦月亮和行星研究所的Vigil L. Sharpton说,对地球上陨石坑的仔细检查,并不支持周期性彗星撞击的理论。而且根据亚利桑那大学的G. Strom,至少有两种不同类型的物体造成了太阳系中的陨石坑。

对地球上一些已知的陨石坑的统计分析表明,撞击大约每3千万年达到一个高峰,因此,人们推测陨石坑是由周期性彗星雨造成的,而且这些彗星雨可能是由太阳的一个暗的伴星的万有引力的拉力作用在冥王星轨道以外的奥尔特彗星云上引起的。但是,sharpton说,对这些资料的更仔细的分析并不支持这个观点。

许多已知的陨石坑是在过去的7百万年中形成的,而Sharpton认为,这不能代表地球上真正的撞击群。他指出最近的陨石坑是最容易识别的。侵蚀和掩埋能埋藏起更老的陨石坑。当那些最近的陨石坑被包括在这些资料中时,就会表现出明显的3千万年的周期性。但是除去这些最近的陨石坑,他补充道:“对那些周期的统计就毫无意义了。”

关于彗星撞击的推测在另一方面也与资料不符:即撞击后留下的物质遗迹表明,撞击地球的物质不是彗星。Sharpton说,一些陨石坑是由不同类型的抛射体引起的,包括铁和玄武质的无球粒陨石(主要由硅酸盐矿物组成的石陨石)。这些陨石的物质排列与彗星不一致,特别是新近从奥尔特云进入太阳系的长周期彗星。

Strom把由探险者2号空间探测器揭示的天王星的卫星上的陨石坑与太阳系中其地方他的陨石坑(如伊卡鲁斯,即小行星1566号),做了比较,发现陨石坑的规模类型明显地依赖于表面的年龄。撞击在太阳系早期的历史中是猛烈的,但在以后的30 ~ 40亿年中则平静得多。将“所有”陨石坑与那些典型的相比较表明,太阳系中的陨石坑不能“由日心轨道上一个单一的物质家族如彗星”来解释。

Strom认为太阳系内猛烈的撞击可能来自于环绕太阳运行的小行星的残余物质。而对卫星的撞击可能是由于卫星形成以后遗留在卫星轨道上的破碎残余物造成的。

[廖佳敏译自New Scientist,1987年8月]

蚊子不会传播艾滋病

在非洲涉及“艾滋”病的最基本问题可能是“艾滋”病病毒是否会通过蚊子及其它吸血昆虫来传播。幸运的很,回答是否定。由于已有许多文章谈及了这个内容,有必要对这个问题作进一步的探讨。从理论上讲,蚊子和其它吸血昆虫可有生物性的或机械性的两种方式传播引起患“艾滋”病的病毒——HIV(人类免疫缺陷症病毒)。

疟疾是属于生物性传播,当疟疾原虫进入蚊子体内,原虫就会繁殖。然后进入蚊子的唾液腺内,这种唾液接着又被注入其他人的体内。对于HIV这种过程是不可能产生的,因为病毒被认为只能在极少数哺乳动物的细胞内存在。

第二种方式是机械性传播。病毒是通过嫂带有HIV的血液污染过的吸血昆虫的嘴来传播。如一只蚊子在叮一位染有病毒菌的人,当它被干扰之后就停止吸血。接着蚊子会飞开,去叮另一个人,并假设蚊子嘴上的病毒会被注入第二个人体内。

从多方面来看都没有机械性传播的迹象。首先,从非洲染有HIV人的年龄和性别的区别表明:这是一种典型的性传染类疾病。如果吸血昆虫传播HIV,那么儿童和老人的患者与20 ~ 40岁之间的患者数量很可能相等、疟疾在这些地区的婴儿和儿童中就很普遍。

一些对非洲“艾滋”病患者家庭的研究表明:与“艾滋”病患者共同居住的人不比那些不与“艾滋”病患者同居的人有更多的传染HIV可能,除了那些人是“艾滋”病患者的配偶或孩子。因此无论在非洲还是在美国或欧洲,研究人员还没有发现病毒在同居的人中传播(除了配偶或母婴之间的传染)。如果生活在一个多人员的非洲家庭里的蚊子、臭虫、虱子或其它一些昆虫会传播病毒,我们将会在“艾滋”病患者的家庭里发现更多的被传染的人。

另一个不可能通过吸血昆虫传播的理由是昆虫的嘴上只沾有极微量的血。而这部分血只带有少量的被认为出现在传染者血液中的HIV。这些因素的结合使得机械性传染的可能性极小。

对“艾滋”病患者家庭的研究,允许我们否认有关通过接触传染“艾滋”病的理论。对医院工作人员的研究表明:无论在非洲或西方国家,医院病人与工作人员之间的HIV传染可能是相同的。所有的事实使我们得出结论:虽然地理位置和社会状况的变化是很重要的因素,但病毒(HIV)是以同样的方式(通过性生活、血液以及母婴之间)在世界各个地方传播。

[周平译自New. Scientist 1987年3月26日]