Jump to content

Για την Φυσική -Χημεία-Βιολογία.


Προτεινόμενες αναρτήσεις

Η φυσική το 2011 σύμφωνα με την ανασκόπηση του Physics World. :cheesy:

Μια πρωτοποριακή μελέτη για την καταγραφή της διαδρομής που ακολουθούν μεμονωμένα φωτόνια ήταν το κορυφαίο επίτευγμα του 2011 στη Φυσική σύμφωνα με το έγκριτο Physics World,

http://physicsworld.com/cws/article/news/48126

το οποίο εκδίδει το Ινστιτούτο Φυσικής της Βρετανίας.

Στην κορυφή του φετινού Top10 βρίσκεται η εργασία του Εφρέμ Στάινμπεργκ στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο του Καναδά. Ο ερευνητές της κβαντομηχανικής κατάφερε να δείξει πειραματικά κάτι που θεωρούνταν αδύνατο έως τώρα:

την παρακολούθηση της ακριβούς διαδρομής μεμονωμένων φωτονίων που δημιουργούν σχήματα συμβολής καθώς περνούν μέσα από μια διπλή σχισμή. Χάρη στο νέο πείραμα, δεν είναι πλέον απαγορευμένη για τους κβαντικούς φυσικούς η ερώτηση σχετικά με το πού βρίσκεται ένα φωτόνιο, πριν αυτό εντοπιστεί στο χώρο.

Τις υπόλοιπες εννέα θέσεις καταλαμβάνουν:

Μετρώντας την κυματοσυνάρτηση:

Ο Τζεφ Λούντιν του Εθνικού Συμβουλίου Ερευνών του Καναδά, ο οποίος χρησιμοποίησε την τεχνική της «ασθενούς μέτρησης» για να προσδιόρισουν την κυματοσυνάρτηση ενός συνόλου όμοιων φωτονίων, χωρίς να καταστρέψουν κανένα από αυτά. Η μέχρι σήμερα χρησιμοποιούμενη μέθοδο της «κβαντικής τομογραφίας» αλλοίωνε την κατάσταση των φωτονίων.

Αόρατος μανδύας:

Στην τρίτη θέση βρίσκονται δύο ερευνητικές ομάδες, μία στο Πανεπιστημίου Κορνέλ των ΗΠΑ με επικεφαλής Αλεξάντερ Γκαέτα και μία στο Imperial College του Λονδίνου υπό τον Μάρτιν ΜακΚολ. Οι δύο ομάδες έδειξαν, αρχικά θεωρητικά και έπειτα πρακτικά, ότι ένα συμβάν στον χώρο και τον χρόνο μπορεί να καταστεί «ανύπαρκτο» για τον παρατηρητή, εάν καλυφθεί από ένα «χωροχρονικό αόρατο μανδύα».

Οι μαύρες τρύπες ως μεζούρα:

Στην τέταρτη θέση μια νέα τεχνική ακριβούς μέτρησης των κοσμικών αποστάσεων, η οποία χρησιμοποιεί ως σημείο αναφοράς μαύρες τρύπες στα κέντρα γαλαξιών. Η μέθοδος προτάθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης στη Δανία και του Κουίνσλαντ στην Αυστραλία, με επικεφαλής τον Ντάραχ Γουότσον. Αντίθετα με τους υπερκαινοφανείς αστέρες που χρησιμοποιούνται σήμερα ως σημεία αναφοράς για τη μέτρηση αποστάσεων, οι μαύρες τρύπες στους γαλαξιακούς πυρήνες υπάρχουν παντού και η ακτινοβολία τους διαρκεί περισσότερο χρόνο.

Και εγένετο φως:

Στην πέμπτη θέση ο Κρίστοφερ Γουίλσον του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Τσάλμερς της Σουηδίας, ο οποίος, μαζί με φυσικούς από την Ιαπωνία, την Αυστραλία και τις ΗΠΑ, έριξε φως στο κβαντικό «φαινόμενο Καζιμίρ». Κατάφεραν με τη βοήθεια ενός κατόπτρου να μετατρέψουν ζεύγη εικονικών φωτονίων σε πραγματικά φωτόνια, στη ουσία γεννώντας φως από το σκοτάδι.

Ζέστη ρεκόρ:

Στην έκτη θέση, μια ομάδα φυσικών από τις ΗΠΑ, την Ινδία και την Κίνα, η οποία πραγματοποίησε την ακριβέστερη ως σήμερα εκτίμηση της θερμοκρασίας (δύο τρισεκατομμύρια βαθμοί Κέλβιν) που επικρατούσε στο νεογέννητο σύμπαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν ακόμα σχηματιστούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια από μια «σούπα» ελεύθερων κουάρκ και γλουονίων.

Μαγειρεύοντας νετρίνα:

Στην έβδομη θέση μια διεθνής ομάδα φυσικών που εργάζονται στο ιαπωνικό πείραμα Τ2Κ. Εξέπεμψαν μια υπόγεια ακτίνα νετρίνων μυονίων σε έναν ανιχνευτή και ανακάλυψαν έξι νετρίνα που είχαν «ταλαντωθεί», ή μεταμορφωθεί σε νετρίνα ηλεκτρονίων, δείχνοντας έτσι ότι όντως μία μορφή νετρίνο μπορεί να μεταβληθεί σε μία άλλη.

Βιολέιζερ:

Στην όγδοη θέση η ομάδα του Μάλτε Γκάδερ στο Χάρβαρντ, η οποία δημιούργησε το πρώτο βιολογικό λέιζερ από ζωντανό κύτταρο, χρησιμοποιώντας μια δέσμη ισχυρού μπλε φωτός για να διεγείρουν φθορίζουσες πρωτεΐνες στο κύτταρο.

Κβαντικό τσιπ:

Στην ένατη θέση ο Ματέο Μαριαντόνι και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, οι οποίοι πέτυχαν σημαντική πρόοδο για τη δημιουργία ενός κβαντικού υπολογιστή, δημιουργώντας ένα ολοκληρωμένο τσιπ που εκτελεί δύο κβαντικούς αλγόριθμους.

Κατάλοιπα του Μπιγκ Μπανγκ:

Στη δέκατη θέση, τέλος, βρίσκεται η ομάδα της Μισέλ Φουμαγκάλι στα πανεπιστήμια της Καλιφόρνια και του Βερμόντ, η οποία εντόπισε για πρώτη φορά αρχέγονα νέφη αερίων, κυρίως υδρογόνου, που θεωρούνται αυθεντικά απομεινάρια της Μεγάλης Έκρηξης.

1D9579CF2B184E580906A631EB5554DB.jpg.250eed0fa5e339d9a06c2d5bf4a6941d.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 έτη αργότερα...

Τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της Φυσικής. :cheesy:

Το 1900, ο Βρετανός φυσικός Λόρδος Κέλβιν είχε πει: «Δεν υπάρχει πλέον τίποτε νέο να ανακαλυφθεί στη φυσική. Το μόνο που απομένει είναι οι μετρήσεις να γίνουν ακόμη περισσότερο ακριβείς».

Δεν χρειάστηκε να περάσουν περισσότερο από δύο δεκαετίες για να διαψευσθεί παταγωδώς, αφού η κβαντική φυσική και η Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν άνοιξαν ένα «παράθυρο» σε έναν άγνωστο έως τότε και αινιγματικό «κόσμο».

Το αποτέλεσμα είναι ότι σήμερα κανείς ερευνητής δεν μιλά για το «τέλος της Φυσικής», αφού υποτίθεται πως έχουμε καταλάβει πλήρως την πραγματικότητα που μας περιβάλλει.

Αντίθετα, κάθε νέα ανακάλυψη φαίνεται να γίνεται η αιτία για ακόμη μεγαλύτερα και βαθύτερα ερωτήματα γι' αυτήν την πραγματικότητα.

Από αυτά τα ερωτήματα, πέντε «γρίφοι» προβάλλουν αυτή τη στιγμή ως τα μεγαλύτερα «μυστήρια» της Φυσικής.

Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;

Εδώ και δεκαετίες, οι αστροφυσικοί έχουν στη διάθεσή τους δεδομένα που επιβεβαιώνουν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό.

Το γεγονός αυτό σημαίνει πως η συμπεριφορά του σύμπαντος δεν καθορίζεται αποκλειστικά από τις βαρυτικές έλξεις, αλλά ότι υπάρχει μία μυστηριώδης απωστική δύναμη, η σκοτεινή ενέργεια όπως την έχουν ονομάσει, η οποία έχει υπερνικήσει τη βαρύτητα σε κοσμική κλίμακα.

Από τον ρυθμό της συμπαντικής διαστολής, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αντιστοιχεί περίπου στο 70% της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος.

Ωστόσο, η φύση της σκοτεινής ενέργειας παραμένει άγνωστη.

Έτσι, είναι ακόμη αδιευκρίνιστο αν πίσω από αυτό τον όρο κρύβεται μία σταθερή πυκνότητα ενέργειας που κατακλύζει ομογενώς τον χώρο, όπως είχε προτείνει ο Αϊνστάιν πριν από 100 χρόνια, ή κάποιο άλλο φυσικό φαινόμενο.

Τι είναι η σκοτεινή ύλη;

Κάθε νέα ανακάλυψη φαίνεται να γίνεται η αιτία για ακόμη μεγαλύτερα και βαθύτερα ερωτήματα

Αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν δείξει επίσης ότι το 27% του σύμπαντος αντιστοιχεί σε μία εξωτική μορφή ύλης, που δεν απορροφά, ούτε εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Η σκοτεινή ύλη, όπως έχει ονομασθεί, δεν μπορεί επομένως να παρατηρηθεί άμεσα.

Εντούτοις, μέχρι σήμερα δεν έχει ανιχνευθεί ούτε με έμμεσο τρόπο, με συνέπεια οι μόνες πληροφορίες που έχουν οι επιστήμονες να προέρχονται από τη βαρυτική της επίδραση σε κοσμικές δομές, όπως οι γαλαξίες.

Μία από τις πιο διαδεδομένες θεωρίες για τα «συστατικά» της είναι ένα υποθετικό είδος σωματιδίων ονόματι WIMP (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μάζα), ενώ σε όλο τον κόσμο βρίσκονται σε εξέλιξη αρκετά πειράματα με στόχο να εξιχνιάσουν τη φύση της.

Πού οφείλεται το βέλος του χρόνου;

Ο χρόνος έχει μία μόνο κατεύθυνση, αφού εξελίσσεται από το παρελθόν προς το παρόν.

Αυτή η ιδιότητα, που ονομάσθηκε «βέλος του χρόνου» από τον αστροφυσικό Άρθουρ Έντιγκτον το 1927, οφείλεται σε μία ιδιότητα γνωστή ως εντροπία.

Η εντροπία είναι ένα μέτρο της αταξίας ενός συστήματος και, σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, δεν μπορεί αυθόρμητα να μειωθεί. Συνεπώς, κάθε σύστημα που δεν δέχεται εξωτερικές επιδράσεις μεταβαίνει σε καταστάσεις ολοένα μεγαλύτερης αταξίας.

Αυτό σημαίνει ότι οι μεταβολές των συστημάτων είναι μη αντιστρεπτές (π.χ. τα μόρια ενός αερίου που θα μπουν σε ένα δοχείο θα διασκορπισθούν σε όλο το εσωτερικό του), κάτι που όμως είναι ασύμβατο με τους νόμους της Φυσικής, οι οποίοι μπορούν να λειτουργήσουν εξίσου καλά τόσο προς τα «εμπρός» όσο και προς τα «πίσω» στον χρόνο.

Σημαίνει επίσης ότι το σύμπαν ξεκίνησε από μια κατάσταση εξαιρετικά απίθανα χαμηλής εντροπίας, χωρίς οι επιστήμονες να μπορούν να εξηγήσουν γιατί αυτό το παρελθόν χαρακτηριζόταν από μέγιστη «οργάνωση».

Γιατί η ύλη επικράτησε της αντιύλης;

Το ερώτημα αυτό ανάγεται ουσιαστικά στον «γρίφο» του γιατί υπάρχουμε. Με βάση τους νόμους της φυσικής, με τη Μεγάλη Έκρηξη θα πρέπει να δημιουργήθηκαν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.

Τότε, όμως κάθε σωματίδιο που θα συγκρουόταν με το αντίστοιχο αντισωματίδιό του, όπως ένα πρωτόνιο με ένα αντιπρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο με ένα ποζιτρόνιο, θα έπρεπε να εξαϋλωθεί.

Επομένως, το μόνο που θα έπρεπε να απομείνει θα ήταν μία «θάλασσα» φωτονίων, σε ένα άυλο σύμπαν.

Για κάποιον λόγο, όμως, υπήρξε μία μικρή ασυμμετρία ανάμεσα στην ύλη και την αντιύλη, η οποία έδωσε τη δυνατότητα στον «κόσμο» να εξελιχθεί στη σημερινή του μορφή.

Ασυμμετρία που δεν έχει εξηγηθεί έως σήμερα, αφού ακόμη και το πιο λεπτομερές πείραμα μελέτης πιθανών διαφορών στις ιδιότητές τους έληξε τον περασμένο Αύγουστο χωρίς κάποιο απτό αποτέλεσμα.

Ποια είναι η μοίρα του σύμπαντος;

Το «φινάλε» που θα έχει το σύμπαν εξαρτάται από την τιμή της παραμέτρου Ω, η οποία αποτελεί ένα μέτρο της πυκνότητας της ύλης και της ενέργειας.

Με βάση τα παρατηρησιακά δεδομένα, αυτή τη στιγμή το πιο επικρατέστερο σενάριο είναι πως η Ω ισούται περίπου με 1, δηλαδή ότι το σύμπαν να είναι επίπεδο.

Αυτό σημαίνει πως θα συνεχίσει να διαστέλλεται, οδηγούμενο αργά αλλά σταθερά σε «Θερμικό Θάνατο» (Heat Death), δηλαδή σε μία κατάσταση όπου η θερμοκρασία θα είναι απειροελάχιστα μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν και ο «κόσμος» θα γίνει σκοτεινός και ψυχρός.

Σε πρώτη φάση, προοδευτικά θα σταματήσει η δημιουργία νέων αστέρων, ενώ τα υπάρχοντα αστέρια θα έχουν «σβήσει» το ένα μετά το άλλο, καθώς θα έχουν εξαντληθεί τα καύσιμά τους.

Αν και το τι ακριβώς θα συμβεί μετά βασίζεται ακόμη περισσότερο σε εικασίες, το βέβαια είναι πως στη συνέχεια θα εξαφανισθούν και οι μαύρες τρύπες, λόγω της ακτινοβολίας που εκπέμπουν.

http://www.naftemporiki.gr/story/1086281/ta-megalutera-aluta-mustiria-tis-fusikis

sumpan-skoteini-uli.jpg.962f951c51dbfd1bfdf045d76e26e5f2.jpg

sumpan-diastima.jpg.05140eb073447a367fe9b2cd04de9691.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Το όνειρο της μετατροπής του υδρογόνου σε μέταλλο. :cheesy:

Η ιδέα ότι το υδρογόνο μπορεί να μετατραπεί σε στερεό μέταλλο διατυπώθηκε τη δεκαετία του 1930, παραμένει όμως ανεπιβεβαίωτη μέχρι και σήμερα. Τώρα, όμως, οι επιστήμονες δείχνουν να έχουν έρθει ένα βήμα πιο κοντά. Και μια ενδεχόμενη επιτυχία τους θα είχε μεγάλη σημασία για την τεχνολογία: το μεταλλικό υδρογόνο ίσως είναι το μόνο υλικό που συμπεριφέρεται ως υπεραγωγός σε θερμοκρασία δωματίου.

Το υδρογόνο, η ελαφρύτερη και πιο άφθονη ουσία στο Σύμπαν, απαντάται σε κανονικές συνθήκες στη μοριακή του μορφή, αποτελούμενη από δύο ενωμένα άτομα (H2).

Σύμφωνα με μια υπόθεση που διατυπώθηκε το 1935, σε συνθήκες ακραίας πίεσης τα μόρια υδρογόνου διασπώνται σε ατομικό υδρογόνο, με τα ηλεκτρόνια των ατόμων να κινούνται ελεύθερα σε όλο τον όγκο του υλικού.

Το υδρογόνο θα αποκτούσε έτσι την κρυσταλλική δομή που έχουν συνήθως τα μέταλλα -τα άτομά τους διατεταγμένα σε πολύ συγκεκριμένες θέσεις, σχηματίζοντας για παράδειγμα πεντάγωνα ή εξάγωνα. Τα ηλεκτρόνια διέρχονται ελεύθερα μέσα από την κρυσταλλική δομή, χαρίζοντας στα μεταλλικά υλικά άριστη ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Τη δεκαετία του 1930, όταν δεν υπήρχε ακόμα η τεχνολογία για τη δοκιμή της θεωρίας στην πράξη, οι φυσικοί υπολόγιζαν ότι το μεταλλικό υδρογόνο εμφανίζεται σε συνθήκες πίεσης άνω των 25 GPa ή περίπου 247 ατμόσφαιρες.

Σήμερα, οι επιστήμονες έχουν πετύχει στο εργαστήριο πιέσεις μέχρι και 388 GPa -πιέσεις που απαντώνται μόνο στους πυρήνες μεγάλων πλανητών- αλλά το μεταλλικό υδρογόνο παραμένει άφαντο.

Τουλάχιστον, οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να μετατρέψουν το αέριο υδρογόνο σε στερεό, αναφέρει το περιοδικό Chemistry World της βρετανικής Βασιλικής Εταιρείας Χημείας.

Σε πίεση γύρω στα 180 GPa και σε θερμοκρασία δωματίου, το μοριακό υδρογόνο κρυσταλλώνεται σε μια στερεά μορφή που ονομάζεται Φάση Ι. Πάνω από τα 180 GPa εμφανίζεται η Φάση ΙΙΙ με ομοιοπολικούς δεσμούς, ενώ στα 230 GPa σχηματίζεται η παρόμοια Φάση ΙV.

Όλες αυτές οι φάσεις όμως αποτελούνται από μόρια αντί από άτομα υδρογόνου και δεν είναι μεταλλικά υλικά.

Μια δυνητικά σημαντική εξέλιξη ήρθε φέτος τον Ιανουάριο, όταν ερευνητές του Ινστιτούτου Χημείας Max Planck στη Γερμανία ανακοίνωσαν ότι μια πέμπτη, εν μέρει ατομική, φάση του υδρογόνου εμφανίζεται σε πίεση 270 GPa, ενώ πέρα από τα 360 GPa δημιουργείται μια έκτη φάση, η οποία δεν αποκλείεται να είναι μεταλλική.

Είναι ωστόσο δύσκολο να επιβεβαιώσει κανείς τον ισχυρισμό. Σχεδόν όλες οι ερευνητικές ομάδες ασκούν πίεση στο υδρογόνο χρησιμοποιώντας «διαμαντένια αμόνια»: ζευγάρια διαμαντιών που πιέζουν το δείγμα ανάμεσά τους όλο και περισσότερο.

Σε συνθήκες ακραίας πίεσης, το δείγμα συρρικνώνεται σε μικροσκοπικές διαστάσεις, κάτι που δυσχεραίνει την εξέτασή τους. Οι ιδιότητες του υλικού προσδιορίζονται κανονικά με φασματοσκοπικές μεθόδους που βομβαρδίζουν το δείγμα με λέιζερ.

Όταν όμως το δείγμα είναι μικρό, τα διαμάντια αναπόφευκτα απορροφούν ένα μέρος της ακτινοβολίας λέιζερ, κάτι που αφενός επηρεάζει τις μετρήσεις, αφενός μπορεί να οδηγήσει στη θραύση των διαμαντιών.

Μόνο ο χρόνος θα δείξει αν ο ισχυρισμός των γερμανών ερευνητών θα αποδειχθεί ορθός.

Υπάρχει πάντως και η πιθανότητα το μεταλλικό υδρογόνο να μην είναι στερεό αλλά «υπερρευστό» -μια παράξενη κατάσταση της ύλης με μηδενικές τριβές.

Όπως σχολιάζει ο Γιουτζίν Γρεγκόριανς του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, ο οποίος έχει δημιουργήσει στο εργαστήριό του την ημι-ατομική Φάση V, «όλοι οι υπεραγωγοί που γνωρίζουμε είναι στερεοί, ενώ όλα τα υπερρευστά είναι μονωτές».

«Αυτή η μορφή υγρού υδρογόνου θα ήταν υπεραγωγός και υπερρευστό ταυτόχρονα -δεν θα έμοιαζε με τίποτα που έχουμε παρατηρήσει ως σήμερα».

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500069796

261C9AD549817B7F22F3587BB953C21D.jpg.1cad427ded46160b7df72333b40eb34d.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Βίαια συμπαντικά φαινόμενα «αντιγράφονται» στο εργαστήριο. :cheesy:

Στο σύμπαν εκτυλίσσονται πολλά ακραία φαινόμενα, αφού για παράδειγμα οι πλανήτες «βομβαρδίζονται» συνεχώς από κάθε λογής διαστημικούς βράχους, ενώ οι αστέρες παράγουν ασύλληπτα ποσά ενέργειας μέσω των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων.

Τι ακριβώς όμως συμβαίνει σε τέτοιες περιπτώσεις και ποιες επιπλέον γνώσεις μπορούν να μας δώσουν για το σύμπαν; Μήπως επίσης θα μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε προς όφελος του ανθρώπου;

Για να απαντήσουν σε ερωτήματα όπως τα παραπάνω, επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC πραγματοποιούν λεπτομερή πειράματα και αναπτύσσουν υπολογιστικές προσομοιώσεις, ώστε να αναπαραστήσουν τα πιο βίαια συμπαντικά φαινόμενα σε εργαστηριακή κλίμακα.

«Η εργαστηριακή αστροφυσική κερδίζει γρήγορα έδαφος, χάρις στην εξέλιξη της τεχνολογίας», λεει στο σάιτ του SLAC o Ζίγκρφιντ Γκλένζερ, επικεφαλής του Επιστημονικού Τμήματος Υψηλής Ενεργειακής Πυκνότητας.

«Πλέον έχουμε στη διάθεσή μας πανίσχυρα λέιζερ για να προσομοιώσουμε ακραίες καταστάσεις της ύλης, πηγές ακτίνων Χ για να τις αναλύσουμε σε ατομικό επίπεδο, όπως και υπερυπολογιστές για να “τρέξουμε” περίπλοκες προσομοιώσεις».

Με τέτοια «όπλα» στη διάθεσή τους, η ομάδα του SLAC έδειξε πρόσφατα πως η σφοδρή σύγκρουση ενός μετεωρίτη σε κάποιον πλανήτη μπορεί να προκαλέσει την παραγωγή… διαμαντιών.

Οι επιστήμονες υπέθεταν εδώ και χρόνια πως από μία τέτοια πρόσκρουση θα μπορούσε από τον γραφίτη του εδάφους να προκύψει μία μορφή διαμαντιού, ο λονσδαλεΐτης, που είναι μάλιστα σκληρότερος από το κανονικό διαμάντι.

Για να ελέγξει αυτή την υπόθεση, η ομάδα του SLAC θέρμανε στο εργαστήριο μέσω λέιζερ ένα δείγμα γραφίτη, εφαρμόζοντας στη συνέχεια πολύ υψηλή πίεση – 2 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας.

Έτσι, επιστρατεύοντας μία διάταξη φασματοσκοπίας ακτίνων Χ, είδε μόρια του γραφίτη να μετασχηματίζονται σε λονσδαλεΐτη μέσα σε δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου.

Αν και το συγκεκριμένο πείραμα είναι χρήσιμο στη Γη, αφού τα ίχνη λονσδαλεΐτη αποτελούν επομένως ενδείξεις μιας πιθανής πρόσκρουσης μετεωρίτη, στο SLAC έχει επίσης διαλευκανθεί ένα «μυστήριο» που αφορά τους πλανήτες γίγαντες όπως ο Δίας.

Σε αυτά τα σώματα, το εσωτερικό τους καταλαμβάνεται κυρίως από υγρό υδρογόνο, το οποίο σύμφωνα με θεωρίες θα μπορούσε υπό ειδικές συνθήκες να γίνει αγώγιμο, από ηλεκτρικά ουδέτερο που είναι κανονικά.

Για να ελέγξουν αυτές τις θεωρίες, οι επιστήμονες του Εργαστηρίου χρησιμοποίησαν ένα π-πανίσχυρο λέιζερ για να θερμάνουν και να συμπιέσουν ένα δείγμα υγρού δευτέριου, το οποίο είναι ισότοπο του υδρογόνου.

Έτσι, διαπίστωσαν πως το σε πολύ υψηλή πίεση και θερμοκρασία 4.000 βαθμών Κελσίου, όντως αλλάζουν οι ηλεκτρικές ιδιότητες του δευτέριου.

Η συγκεκριμένη ανακάλυψη ανοίγει τον δρόμο για να κατανοηθούν καλύτερα ο σχηματισμός και η εξέλιξη των πλανήτων του ηλιακού μας συστήματος.

Την ίδια στιγμή, ενδέχεται να αποδειχθεί χρήσιμη και στην προσπάθεια άλλων επιστημόνων να λύσουν το ενεργειακό πρόβλημα της ανθρωπότητας, αναπτύσσοντας αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης που χρησιμοποιούν σαν «καύσιμο» το δευτέριο.

Από το «μικροσκόπιο» όμως της ομάδας του SLAC έχουν περάσει και οι «συμπαντικοί επιταχυντές», δηλαδή σώματα όπως οι τεράστιες μαύρες τρύπες που εκπέμπουν σωματίδια υψηλών ενεργειών.

Οι επιστήμονες θέλουν να μελετήσουν τη συμπεριφορά αυτών των πηγών, κατ’ αρχάς επειδή έτσι θα κατανοήσουν ακόμη καλύτερα το σύμπαν.

Από την άλλη πλευρά, ίσως αποκτήσουν καινοτόμες ιδέες για την κατασκευή καλύτερων επιταχυντών, που με τη σειρά τους θα χρησιμοποιηθούν για να εξερευνηθεί ο «κόσμος» των στοιχειωδών σωματιδίων.

Μία υπόθεση για τους «συμπαντικούς επιταχυντές» είναι πως λειτουργούν με βάση ένα φαινόμενο που ονομάζεται «μαγνητική επανασύνδεση», δηλαδή με την απελευθέρωση μαγνητικής ενέργειας, καθώς οι μαγνητικές γραμμές στη ροή των φορτισμένων σωματιδίων κόβονται και επανασυνδέονται με διαφορετικό τρόπο.

Σε αυτή την περίπτωση, οι επιστήμονες του SLAC αξιοποίησαν υπολογιστικές προσομοιώσεις για να δείξουν με ποιον τρόπο θα μπορούσε να επιβεβαιωθεί εργαστηριακά η παραπάνω υπόθεση. Έτσι, κατάφεραν να δείξουν πώς θα πρέπει να σχεδιασθεί ένα τέτοιο πείραμα.

http://www.naftemporiki.gr/story/1095642/biaia-sumpantika-fainomena-antigrafontai-sto-ergastirio

 

 

«Καρδιά» ενός ατόμου για τον μικρότερο θερμικό κινητήρα στον κόσμο. :cheesy:

Έναν πρωτοποριακό θερμικό κινητήρα, που λειτουργεί χρησιμοποιώντας μόλις ένα άτομο, περιγράφει πρόσφατη δημοσίευση στο Science.

Πρόκειται για το αποτέλεσμα σειράς πειραμάτων της ομάδας QUANTUM, στο Ινστιτούτο Φυσικής του Johannes Gutenmberg University Mainz (JGU), σε συνεργασία με θεωρητικούς φυσικούς του FAU.

Οι θερμικοί κινητήρες αποτελούν σημαντικό τμήμα του σύγχρονου ανθρώπινου πολιτισμού, από τη Βιομηχανική Επανάσταση ακόμα, καθώς μετατρέπουν την ενέργεια σε μηχανική δύναμη.

Παράλληλα, οι εξελίξεις στον τομέα της σμίκρυνσης καθιστούν δυνατή την κατασκευή ακόμα μικρότερων συσκευών.

Ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Κίλιαν Σίνγκερ, (JGU- πλέον στο Πανεπιστήμιο του Kassel) χρησιμοποίησε μια «Paul trap» για να «αιχμαλωτίσει» ένα μεμονωμένο, ηλεκτρικά φορτισμένο άτομο ασβεστίου.

Το άτομο αυτό μπορεί να θερμανθεί μέσω ηλεκτρικά παραγόμενου «θορύβου» και να ψυχρανθεί με ακτίνα λέιζερ.

Ως αποτέλεσμα, το άτομο υποβάλλεται σε έναν θερμοδυναμικό κύκλο, κινούμενο εμπρός και πίσω, αναπαράγοντας έτσι την κίνηση ενός χαρακτηριστικού κινητήρα. Επίσης, το άτομο μπορεί και να αποθηκεύει την ενεργεια.

Όπως ανέφεραν οι ερευνητές, μετά από εκτεταμένα πειράματα, ο κινητήρας αυτός μπορεί να παράξει ισχύ των 10 εις την -22α βατ, και λειτουργεί στο 0,3%.

Εάν υπάρξει κλιμακωτή αύξηση, η παραγόμενη ισχύς θα ήταν αντίστοιχη ενός κινητήρα αυτοκινήτου.

Πάντως, σκοπός της όλης έρευνας είναι η δημιουργία μιας νανομηχανής που παρέχει γνώσεις και εμπειρία σχετικά με τη θερμοδυναμική σε επίπεδο μεμονωμένων σωματιδίων, κάτι που αποτελεί σημαντικό τομέα έρευνας σήμερα.

http://www.naftemporiki.gr/story/1095575/kardia-enos-atomou-gia-ton-mikrotero-thermiko-kinitira-ston-kosmo

biaia-sumpantika-fainomena-antigrafontai-sto-ergastirio.jpg.1c7253b0d639828c59d5e2000abfd576.jpg

kardia-enos-atomou-gia-ton-mikrotero-thermiko-kinitira-ston-kosmo.jpg.1756aa1965977f074e282063e43021c2.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Αϊνστάιν vs Μπορ: Η ιστορική σύγκρουση των δύο μεγαλύτερων φυσικών. :cheesy:

Ο 20ος αιώνας θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως ο χρυσός αιώνας της εξέλιξης της φυσικής. Στις αρχές του όμως, πριν θεμελιωθεί η Κβαντική Θεωρία, δύο τεράστιοι φυσικοί διαφώνησαν, δημιουργώντας το μεγαλύτερο επιστημονικό debate της ιστορίας.

Με το πέρασμα από τον 19ο στον 20ο αιώνα, ο κόσμος της φυσικής έμελε να αλλάξει κεφάλαιο. Οχι λόγω... χρονολογίας, αλλά λόγω των επαναστατικών ανακαλύψεων. Το 1900 ο Πλανκ εισάγει την έννοια του κβάντου, δίνοντας την πρώτη ώθηση για την θεμελίωση της πιο ολοκληρωμένης φυσικής θεωρίας των εποχών, αλλά και την αφορμή για μια από τις μεγαλύτερες επιστημονικές συγκρούσεις στην ιστορία. Μια διαμάχη σε βαθύτατο επιστημονικό αλλά και φιλοσοφικό επίπεδο.

Πέντε χρόνια αργότερα, ο Αϊνστάιν γενικεύοντας τις ιδέες του Πλάνκ φτάνει στην ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, αποδεικνύοντας ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία συνίσταται από κβάντα. Αυτή η ανακάλυψη έδωσε στον σπουδαίο φυσικό την απόλυτη επιστημονική διάκριση, το βραβείο Νόμπελ. Περίπου 20 χρόνια αργότερα όμως, η εξέλιξη της Κβαντικής Θεωρίας θα τον έβρισκε εντελώς αντίθετο...

«Ο Θεός δεν παίζει ζάρια» - Η στιγμή που ο Αϊνστάιν διαχώρισε την θέση του

Μέχρι και το 1920 ο Αϊνστάιν και ο Μπορ πρωτοστατούσαν στον νέο τομέα της φυσικής, που στηριζόταν πάνω στην έννοια του κβάντου. Το 1926 όμως, ένας άλλος σπουδαίος φυσικός, ο Μπορν προτείνει πως η κβαντική μηχανική θα πρέπει να εξηγείται βάσει των πιθανοτήτων και όχι βάσει άλλων αιτιοκρατικών κριτηρίων. Κάπου εκεί, ο δρόμος του Αϊνστάιν και του Μπορ χωρίζει, διχάζοντας τον επιστημονικό κόσμο και ανοίγοντας ίσως την μεγαλύτερη αντιπαράθεση στον κόσμο της φυσικής.

«Εγώ, σε κανένα βαθμό, δεν πιστεύω ότι ο Θεός παίζει ζάρια» γράφει ο Αϊνστάιν σε γράμμα του στον Γερμανό φυσικό, εκφράζοντας του την διαφωνία του. Αυτή η φράση έχει μείνει στην ιστορία, ενώ αρκετοί την συνδέουν εσφαλμένα με την αμφισβήτηση του Αϊνστάιν προς την κβαντομηχανική. Κάτι που δεν ισχύει. Ο Αϊνστάιν οφείλει το Νόμπελ του στην έννοια της κβάντωσης, ενώ τα έργα του χρησιμοποιήθηκαν ως θεμέλιοι λίθοι για το «χτίσιμο» της κβαντικής θεωρίας.

Αυτό που δεν μπορούσε να αποδεχτεί, ήταν η «τυχαιότητα» μέσα στους νόμους της φυσικής.

Από την άλλη, ο Μπορ θεώρησε πως η πιθανολογική φύση των προβλέψεων στην κβαντομηχανική, ήταν θεμελιώδης για την θεωρία. Οι θεμελιώδεις αρχές του ενός, ήταν ο λόγος που η θεωρία δεν ήταν ολοκληρωμένη για τον άλλο. Η κόντρα μεταξύ των δύο σπουδαίων φυσικών ήταν αναπόφευκτη.

Το συνέδριο που μετατράπηκε σε... πεδίο μάχης – Οι πιθανότητες ενάντια στην αιτιοκρατία

Στο 5ο συνέδριο του Solvay, το 1927 στις Βρυξέλλες, πραγματοποιήθηκε μια από τις πιο ιστορικές επιστημονικές συνευρέσεις όλων των εποχών. Από τους 29 σπουδαίους φυσικούς που συμμετείχαν, οι 17 ήταν (ή έγιναν) κάτοχοι βραβείου Νόμπελ Φυσικής. Η συνάντηση τους ήταν από μόνη της ένα αξιομνημόνευτο γεγονός. Αυτό που έκανε το συνέδριο να μείνει στην ιστορία όμως, ήταν η διαμάχη των δύο τιτάνων της φυσικής. Αϊνστάιν και Μπορ, ίσως οι δύο σπουδαιότεροι φυσικοί του 20ου αιώνα, βρέθηκαν αντιμέτωποι.

Οι φυσικοί της εποχής βρέθηκαν σε αδιέξοδο. που δημΗ αρχή της απροσδιοριστίας του Χάιζενμπεργκ που δημοσιεύτηκε εκείνη τη χρονιά, σύμφωνα με την οποία δεν είναι δυνατό να μετρηθεί ταυτόχρονα η θέση και η ταχύτητα ενός σωματιδίου, ήταν κάτι που δεν θα μπορούσαν να δεχτεί ένας ντετερμινιστής.

Το συνέδριο είχε ως στόχο την προσπάθεια να δοθεί μια γενική ερμηνεία στα παράδοξα φαινόμενα που είχαν προκύψει μέσω της κβαντικής θεωρίας. Να βρεθεί, ίσως, μια κοινή συνισταμένη ώστε οι φυσικοί να συνεχίσουν να εργάζονται έχοντας πιο συγκεκριμένες και σταθερές βάσεις. Ωστόσο, από αυτή την άποψη, η συνάντηση απέτυχε παταγωδώς.

Αφού ακούστηκαν απόψεις διάφορων φυσικών όπως ο Σρόντιγκερ και ο ντε Μπρολί, ήρθε η σειρά του Μπορ να πάρει τον λόγο, για να προσθέσει την... σταγόνα που ξεχείλισε το ποτήρι της αιτιοκρατίας. Σύμφωνα με την πιθανολογική θεωρία που ασπαζόταν, ο Μπορ πρότεινε πως για την μελέτη φαινομένων, όπως για παράδειγμα τις κυματικές εξισώσεις, χρειάζεται να υπολογιστούν σώματα που στην πραγματικότητα μπορεί και να μην υπάρχουν. Οπως «διατάζουν» οι νόμοι των πιθανοτήτων.

Αυτά που είπε ο Μπορ, αργότερα έμειναν στην ιστορία ως «η ερμηνεία της Κοπεγχάγης». Μια μεγάλη μερίδα των παρευρισκόμενων τάχθηκαν υπέρ του, στηρίζοντας ουσιαστικά πως ο κόσμος μας είναι καθαρά πιθανοκρατικός και πως η πλήρη κατανόηση του ενδέχεται να ξεπερνάει τα όρια της λογικής.

Αρκετοί ήταν αυτοί που διαφώνησαν με αυτήν την προοπτική. Ανάμεσα τους και ο Αϊνστάιν, ο οποίος πήρε τον λόγο για να αντικρούσει τα επιχειρήματα του Μπορ. «Αυτό που αποκαλούμε επιστήμη, έχει ως μοναδικό στόχο την διαπίστωση και την εξήγηση όσων υπάρχουν» είπε χαρακτηριστικά. «Είναι λάθος να θεωρούμε πως το καθήκον της φυσικής είναι να μάθει πως είναι η φύση» απάντησε ο Μπορ, σε μια συζήτηση καθαρά φιλοσοφικού χαρακτήρα.

Η σύγκρουση που δεν τελείωσε ποτέ – Η άτυπη νίκη του Μπορ

Με τον έναν να είναι υπέρμαχος της τυχαιότητας και τον άλλο να βλέπει την επιστήμη ως κάτι καθαρά αιτιοκρατικό, η αντιπαράθεση ήταν αδύνατο να λυθεί μέσα σε ένα και μόνο συνέδριο. Το 1935, ο Αϊνστάιν μαζί με τους Ποντόλκσι και Ρόζεν, δημιούργησαν ένα παράδοξο το οποίο ταρακούνησε την κβαντική θεωρία, χαρακτηρίζοντας ως «μη ικανοποιητική» την ερμηνεία της Κοπεγχάγης.

Το γνωστό ως «Παράδοξο EPR» είχε να κάνει με το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής, κάτι που δεν θα μπορούσε να εξηγηθεί αναλυτικά σε ένα άρθρο. Ωστόσο, η προσπάθεια του Αϊνστάιν δημιούργησε προβλήματα στην θεωρία του Μπορ. Παρόλα αυτά, ακόμα και με ένα παράδοξο στην... πλάτη, ακόμα και χωρίς σαφή αιτιοκρατία πίσω από τις πιθανότητες, οι νόμοι της Κβαντικής Θεωρίας επιβεβαιώνονται καθημερινά από πειραματικά αποτελέσματα.

Οι επιστήμονες σήμερα έχουν αποδεχτεί πως σε αυτήν την ιστορική αντιπαράθεση, νικητής ήταν ο Μπορ. Αυτά που πρότεινε ο Δανός φυσικός, μαζί με τους υπόλοιπους υποστηρικτές της πιθανολογικής εξήγησης, είναι δεδομένο, πλέον, πως ισχύουν, έστω και χωρίς... φυσική εξήγηση. Από την στιγμή που κάτι «δουλεύει» άψογα πειραματικά, χωρίς το παραμικρό ίχνος λάθους, είναι σωστό.

Ηταν ο Αϊνστάιν λάθος, όταν έλεγε πως η θεωρία είναι ημιτελής, επειδή δεν έχει θεωρητικό υπόβαθρο πίσω από την πιθανότητες; Αυτό είναι κάτι που ακόμα και σήμερα δεν είναι γνωστό. Το σίγουρο είναι πως η Κβαντική Θεωρία είναι σωστή και ως σήμερα αποτελεί το εργαλείο για πλήθος νέων τεράστιων ανακαλύψεων.

Στις φωτογραφίες -Στιγμή από την βράβευση του Αϊνστάιν-Ο σπουδαίος φυσικός Νιλς Μπορ

Φωτογραφία με τους συμμετέχοντες του 5ου συνεδρίου του Solvay

http://www.pronews.gr/portal/20160421/%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B5%CF%83/%CE%B1%CF%8A%CE%BD%CF%83%CF%84%CE%AC%CE%B9%CE%BD-vs-%CE%BC%CF%80%CE%BF%CF%81-%CE%B7-%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE-%CF%83%CF%8D%CE%B3%CE%BA%CF%81%CE%BF%CF%85%CF%83%CE%B7-%CF%84%CF%89%CE%BD-%CE%B4%CF%8D%CE%BF-%CE%BC%CE%B5%CE%B3%CE%B1%CE%BB%CF%8D%CF%84%CE%B5%CF%81%CF%89%CE%BD-%CF%86%CF%85%CF%83%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD-%CF%86%CF%89%CF%84%CF%8C

solvay_conference_1927.thumb.jpg.0e449f49ad69cccf2574635277f73260.jpg

niels_bohr_date_unverified_loc.thumb.jpg.37f8aef5515cdfab54f2a502bb7846f7.jpg

1280px-citizen-einstein_0.thumb.jpg.36b62a46486eca7a4e8a89f303c17749.jpg

niels_bohr_albert_einstein3_by_ehrenfest.thumb.jpg.93b0cdcbaaca4868816a875429c8b4dc.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 μήνες αργότερα...

Μετάλλια Dirac 2016. :cheesy:

To Διεθνές Κέντρο Θεωρητικής Φυσικής Abdus Salam (ICTP) βράβευσε με το μετάλλιο Dirac 2016 τους φυσικούς

Nathan Seiberg (Institute for Advanced Study, Princeton)

https://en.wikipedia.org/wiki/Nathan_Seiberg

Mikhail Shifman (University of Minnesota)

https://en.wikipedia.org/wiki/Mikhail_Shifman

Arkady Vainshtein (University of Minnesota)

https://en.wikipedia.org/wiki/Arkady_Vainshtein

για την σημαντική τους συμβολή στην κατανόηση των κβαντικών θεωριών πεδίου και ιδιαιτέρως για τα ακριβή αποτελέσματα στις υπερσυμμετρικές θεωρίες πεδίου.

Υπενθυμίζεται ότι με το μετάλλιο Dirac βραβεύθηκε το 2007 ο Γιάννης Ηλιόπουλος για την θεμελιώδη συνεισφορά του στη δημιουργία του Καθιερωμένου Προτύπου των στοιχειωδών σωματιδίων.

http://physicsgg.me/2016/08/10/%ce%bc%ce%b5%cf%84%ce%ac%ce%bb%ce%bb%ce%b9%ce%b1-dirac-2016/

diracs2016.jpg.13d82a97621fd34eb227465712226243.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Το μυστήριο με την ακτίνα του πρωτονίου επανέρχεται δριμύτερο στα μιονικά άτομα δευτερίου. :cheesy:

Αν και ελάχιστα μικρό, το πρωτόνιο διαθέτει ένα πεπερασμένο μέγεθος, αρκετό για να χωρέσει τρία κουάρκ, ένα πλήθος από εικονικά σωματίδια και τα σχετικά τους γλοιόνια. Η ακτίνα του πρωτονίου καθορίζεται από αυτά τα σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους, και έτσι είναι θεμελιωδώς συνδεδεμένη με τις θεωρίες όπως το Καθιερωμένο πρότυπο και η Κβαντική Χρωμοδυναμική.

Όταν αναφερόμαστε στο μήκος της ακτίνας του πρωτονίου, εννοούμε την ακτίνα της κατανομής του ηλεκτρικού φορτίου του. Δυο κλασικές μέθοδοι προσδιορισμού αυτής της ακτίνας είναι είτε με φασματοσκοπία ατόμων υδρογόνου ή δευτερίου είτε διαμέσου της ελαστικής σκέδασης ηλεκτρονίου – πρωτονίου.

Πριν από μερικά χρόνια οι Randolf Pohl et al, [“The size of the proton”] , εφάρμοσαν μια νέα μέθοδο μέτρησης της ακτίνας του πρωτονίου. Αρχικά δημιούργησαν μιονικά άτομα υδρογόνου, άτομα υδρογόνου στα οποία τα ηλεκτρόνια αντικαταστάθηκαν από μιόνια. Τα μιόνια είναι ασταθή σωματίδια με χρόνο ημιζωής 2,2 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου, έχουν το ίδιο ηλεκτρικό φορτίο με το ηλεκτρόνιο, και η μάζα τους είναι 207 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ηλεκτρονίου. Η ακτίνα της κατανομής φορτίου του πρωτονίου μετρήθηκε από την μετατόπιση Lamb στο άτομο του μιονικού υδρογόνου. Η μέθοδος αυτή έδειξε ότι η ακτίνα του πρωτονίου μικρότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες μετρήσεις σε κανονικά άτομα υδρογόνου και δεν μπορεί να αποδοθεί στα πειραματικά σφάλματα.

Αυτό είναι το «πρόβλημα με την ακτίνα του πρωτονίου» και δείχνει ότι μπορεί να υπάρχει κάποιο θεμελιώδες λάθος στις υπάρχουσες θεωρίες.

Έτσι οι φυσικοί έκαναν ένα βήμα πιο πέρα. Πραγματοποίησαν παρόμοιες μετρήσεις με ένα βαρύτερο ισότοπο του υδρογόνου, το δευτέριο. Ο πυρήνας του δευτερίου περιέχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Θέτοντας ένα μιόνιο σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα του δευτερίου διαπίστωσαν ότι το πρόβλημα εξακολουθεί να υπάρχει.

Αξίζει στο σημείο αυτό να τονιστεί ότι οι μετρήσεις αυτού του είδους είναι τρομερά δύσκολες. Τα μιόνια παράγονται σε έναν επιταχυντή σωματιδίων και έχουν υψηλές ενέργειες. Αυτό είναι χρήσιμο διότι μεγάλη ενέργεια σημαίνει και μεγάλες ταχύτητες, άρα και μεγαλύτερο χρόνο ζωής για τα μιόνια εξαιτίας της σχετικιστικής διαστολής του χρόνου. Όμως για να μπουν σε τροχιά γύρω από πυρήνες δευτερίου πρέπει να επιβραδυνθούν (οπότε και θα διασπώνται γρηγορότερα). Τα μιόνια εισέρχονται σε έναν θάλαμο γεμάτο από δευτέριο και επιβραδύνονται. Μόλις ο ανιχνευτής μιονίων δείχνει ότι τα μιόνια έφτασαν στον θάλαμο, λέιζερ αρχίζουν να στέλνουν παλμούς κατάλληλης συχνότητας για να διεγείρουν τα μιόνια από το τροχιακό 2S στο 2P, ενώ στη συνέχεια τα μιόνια αποδιεγείρονται στο τροχιακό με τη χαμηλότερη ενέργεια εκπέμποντας ακτινοβολία.

Από τις μετρήσεις των συχνοτήτων της ακτινοβολίας διέγερσης και αποδιέγερσης προκύπτει η ακτίνα του πυρήνα. Στην περίπτωση του μιονικού δευτερίου η ακτίνα του πυρήνα δευτερίου ήταν rd= 2.12562(78) fm (1fm=10-15m), ενώ η ακτίνα του πυρήνα ενός κανονικού ατόμου δευτερίου είναι μεγαλύτερη rd= 2.1424(21) fm. Από τις τιμές αυτές μπορεί να εκτιμηθεί η ακτίνα του πρωτονίου η οποία στην περίπτωση του μιονικού δευτερίου εξακολουθεί να είναι σημαντικά μικρότερη από την ακτίνα πρωτονίου που προκύπτει από κανονικό άτομο δευτερίου – μιλάμε για μια διαφορά 7,5 σίγμα που αποκλείεται να είναι στατιστικό λάθος. [Randolf Pohl et al, «Laser spectroscopy of muonic deuterium» .]

Κρύβεται νέα φυσική πίσω από αυτή την διαφορά ή πρόκειται για πειραματική αυταπάτη;

http://physicsgg.me/2016/08/14/%cf%84%ce%bf-%ce%bc%cf%85%cf%83%cf%84%ce%ae%cf%81%ce%b9%ce%bf-%ce%bc%ce%b5-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%ce%b1%ce%ba%cf%84%ce%af%ce%bd%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%80%cf%81%cf%89%cf%84%ce%bf%ce%bd%ce%af%ce%bf/

proton.jpg.90fc064573afcb3ef7b00422ecfe5cbb.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ενδείξεις για μία άγνωστη δύναμη υπόσχονται επανάσταση στη φυσική. :cheesy:

Παρά τα εντυπωσιακά πειραματικά «εργαλεία» που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες, είναι πιθανόν μία μυστηριώδης δύναμη, η οποία συμπληρώνει τους τέσσερις γνωστούς τρόπους αλληλεπίδρασης της ύλης, να έχει καταφέρει να διατηρήσει καλά κρυμμένη την παρουσία της στη φύση.

Αυτό υποστηρίζουν θεωρητικοί φυσικοί από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, σε μελέτη τους στο περιοδικό Physical Review Letters. Αναλύοντας πειραματικά δεδομένα, στη μελέτη τους οι επιστήμονες καταλήγουν σε ενδείξεις ύπαρξης ενός άγνωστου έως σήμερα υποατομικού σωματιδίου, το οποίο παραπέμπει σε μία εξίσου άγνωστη θεμελιώδη δύναμη.

Η ομάδα από το αμερικανικό πανεπιστήμιο ξεκαθαρίζει πως η ανάλυσή τους δεν είναι τελεσίδικη, κάτι που σημαίνει πως θα πρέπει να ελεγχθεί πειραματικά. Ωστόσο, μεταγενέστερα πειράματα την επιβεβαιώσουν, τότε αυτή η εξέλιξη θα σημαίνει μία επανάσταση για τη φυσική.

«Εδώ και δεκαετίες, γνωρίζουμε ότι υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις: η βαρυτική, η ηλεκτρομαγνητική, η ασθενής πυρηνική και η ισχυρή πυρηνική. Αν επιβεβαιωθεί πειραματικά, αυτή η ανακάλυψη θα αλλάξει τον τρόπο που κατανοούμε το σύμπαν, επηρεάζοντας επίσης την προσπάθεια ενοποίησης των δυνάμεων και την εξήγηση της σκοτεινής ύλης», σημειώνει ο Τζόναθαν Φενγκ, καθηγητής στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και μέλος της ομάδας, στο σάιτ του αμερικανικού ιδρύματος.

Η ανάλυση προχωρά ένα βήμα παραπέρα από τη μελέτη που δημοσίευσαν στα μέσα της περασμένης χρονιάς πειραματικοί φυσικοί από την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών, αναζητώντας «σκοτεινά φωτόνια». Τα «σκοτεινά φωτόνια» είναι ένα υποθετικό είδος σωματιδίων, το οποίο έχει προταθεί στο πλαίσιο εξήγησης της σκοτεινής ύλης, δηλαδή του μυστηριώδους υλικού που αντιστοιχεί στο 27% της ύλης-ενέργειας του σύμπαντος.

Στη μελέτη τους, οι Ούγγροι επιστήμονες περιγράφουν μία ανωμαλία που παρατήρησαν στα πειράματά τους, η οποία υποδήλωνε την ύπαρξη ενός σωματιδίου φωτός 30 φορές βαρύτερου από το ηλεκτρόνιο. Σύμφωνα με τον Φενγκ, τότε δεν ήταν ξεκάθαρο κατά πόσο η ανωμαλία παρέπεμπε σε ένα νέο «συστατικό» της ύλης ή σε ένα σωματίδιο χωρίς μάζα, το οποίο λειτουργεί ως φορέας κάποιας δύναμης.

Έτσι, οι φυσικοί από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια μελέτησαν τα δεδομένα της ομάδας από την Ουγγαρία, όπως και άλλα προγενέστερα πειράματα, δείχνοντας ότι αυτά αντιβαίνουν στην ύπαρξη των «σκοτεινών φωτονίων», αλλά και στο ενδεχόμενο το σωματίδιο αυτό να έχει μάζα.

Αντίθετα, διατύπωσαν μία θεωρία που εξηγεί όλα τα πειραματικά δεδομένα, προτείνοντας ότι «πίσω» το σωματίδιο βρίσκεται μία πέμπτη θεμελιώδης δύναμη. Έτσι, το σωματίδιο αυτό, το οποίο ονόμασαν «φωτοφοβικό μποζόνιο Χ», είναι φορέας αυτής της δύναμης.

Τη στιγμή που η συμβατική ηλεκτρική δύναμη δρα στα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια, δηλαδή τα σωματίδια που έχουν φορτίο, μέσω του «φωτοφοβικού μποζόνιου Χ» φαίνεται πως αλληλεπιδρούν μόνο τα ηλεκτρόνια και τα νετρόνια. Επίσης, δείχνει να έχει εξαιρετικά μικρή εμβέλεια.

Σύμφωνα με τον Φενγκ, τα πειράματα που θα ακολουθήσουν θα είναι πολύ κρίσιμα. «Το σωματίδιο δεν είναι πολύ βαρύ, με συνέπεια οι ενέργειες που απαιτούνται να μπορούν να επιτευχθούν από εργαστήρια ακόμη και της δεκαετίας του 1950 ή του 1960. Ο λόγος που είναι δύσκολο να εντοπισθεί είναι πως οι αλληλεπιδράσεις του είναι εξαιρετικά ασθενείς», προσθέτει.

Όπως είναι φυσικό, η ύπαρξη μίας πέμπτης δύναμης θα ανατρέψει την εικόνα που είχαν έως σήμερα οι επιστήμονες για τη φυσική πραγματικότητα. Επίσης, μπορεί να ανοίξει τον δρόμο για να απαντηθούν άλυτα ερωτηματικά.

Ένα ενδεχόμενο που ενδιαφέρει τον Φενγκ είναι να διερευνήσει κατά πόσον αυτή η πέμπτη δύναμη ενοποιείται με την ηλεκτρομαγνητική και τις πυρηνικές δυνάμεις. Κάτι που θα σήμαινε πως και οι τέσσερις αποτελούν παραλλαγές μίας ενιαίας και ακόμη πιο θεμελιώδους αλληλεπίδρασης.

http://www.naftemporiki.gr/story/1138521/endeikseis-gia-mia-agnosti-dunami-uposxontai-epanastasi-sti-fusiki

skoteini-uli-diastima-galaksias.jpg.73d23b3c265ed60eb47b40bcd0dd5860.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Κονιάκ υψηλής ποιότητας στο μνημόσυνο της υπερσυμμετρίας. :cheesy:

Οι φυσικοί που συναντήθηκαν σήμερα στην Κοπεγχάγη διευθέτησαν ένα στοίχημα που είχε τεθεί πριν από 16 χρόνια. Το 2000, όταν άρχισε η κατασκευή του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN – ο μεγαλύτερος μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο – κάποιοι φυσικοί στοιχημάτισαν ότι σε 10 χρόνια θα ανίχνευε τουλάχιστον ένα υπερσυμμετρικό σωματίδιο. Παίρνοντας υπόψη τους το πισωγύρισμα εξαιτίας αναπάντεχων βλαβών, τον Ιούνιο του 2011, υπογράφηκε παράταση πέντε ετών, μέχρι την 16η Ιουλίου του 2016.

Στην σημερινή συνάντηση που έγινε στην Διεθνή Ακαδημία Niels Bohr, οι 20 φυσικοί που στοιχημάτισαν υπέρ του «ναι» το 2011, παραδέχθηκαν την ήττα τους προσφέροντας ο καθένας ένα μπουκάλι ακριβού κονιάκ (πάνω από 100 δολάρια το μπουκάλι) στους 24 φυσικούς που στοιχημάτισαν εναντίον της υπερσυμμετρίας.

Ο Stephen Hawking, που δεν είχε πάρει μέρος στο στοίχημα της υπερσυμμετρίας, δήλωσε ότι θα στοιχημάτιζε εναντίον της ανίχνευσης υπερσυμμετρικού σωματιδίου.

Στην συζήτηση που έγινε, ο νομπελίστας φυσικός David Gross, ο οποίος δεν είχε υπογράψει το έγγραφο του στοιχήματος, αλλά έχασε ένα άλλο στοίχημα εξαιτίας της μη επιβεβαίωσης της υπερσυμμετρικής θεωρίας, δήλωσε ότι θα συνεχίσει να πιστεύει σ’ αυτή, αν και πλέον φαίνεται πως δεν θα έχει την απλούστερη ή την πιο προσιτή μορφή που ανέμενε.

Στη συνέχεια όμως, είπε πως όλη αυτή η ιστορία είναι ένα καλό μάθημα για τους νεώτερους φυσικούς, παροτρύνοντάς τους να μην ακολουθούν τους γέρους, αλλά να ψάχνουν καινούργιες, εντελώς διαφορετικές και τρελές ιδέες…

Στην φωτογραφίες η πρώτη σελίδα του στοιχήματος με τις υπογραφές των φυσικών. Πρόκειται για την χρονική επέκταση του στοιχήματος μέχρι τον Ιούλιο του 2016

Ο Nima Arkani-Hamed που στοιχημάτισε στην επιβεβαίωση της υπερσυμμετρίας παραδίδει ένα μπουκάλι κονιάκ αξίας $150 στον Poul Damgaard.

Το βίντεο από την συνάντηση στην Κοπεγχάγη:

http://physicsgg.me/2016/08/22/%ce%ba%ce%bf%ce%bd%ce%b9%ce%ac%ce%ba-%ce%ba%ce%b1%ce%bb%ce%ae%cf%82-%cf%80%ce%bf%ce%b9%cf%8c%cf%84%ce%b7%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%bf-%ce%bc%ce%bd%ce%b7%ce%bc%cf%8c%cf%83%cf%85%ce%bd%ce%bf/

hawking-2-300x169.jpg.f3160adf9b8272bcf4aa1ff627cc4844.jpg

cognac-2-300x149.jpg.17d12b9db3c9cb501e5cf6616ab00a6b.jpg

susy_wager.thumb.jpg.0d94db7f105b9d5a9b6e680c41d705aa.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Η απαξιωτική αντιμετώπιση του μαθήματος της Φυσικής. :cheesy:

Ανακοίνωση της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών

Διαμαρτυρία της ΕΕΦ… Η Φυσική στο παρασκήνιο.

Ακούσαμε σε δηλώσεις του Υπουργού Παιδείας κυρίου Φίλη στο κανάλι της Βουλής, σχετικά με τα μαθήματα που θα εξετάζονται στο γυμνάσιο – μετά από εισήγηση του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής –, να αναφέρει τη Φυσική ως ένα από αυτά … σα να ζητά συγνώμη!!!!!!!!

Αισθάνεται άσχημα, επειδή θα συνεχίσει να εξετάζεται το μάθημα της Φυσικής και ζητά συγνώμη από ποιον και γιατί; Πως είναι δυνατόν ανακοινώνοντας μία καινοτόμο δράση, όσο επίσημα γίνεται, να προσπαθείς να την υπονομεύεις κατευθείαν !!!!! Να υποθέσουμε ότι το ΙΕΠ κάτι ξέρει παραπάνω και το πρότεινε – περισσότερο σχετικό είναι λογικά με την εκπαίδευση των Ελληνοπαίδων θέλουμε να πιστεύουμε – …. εκτός αν έχει αλλάξει και αυτό …

Επί του θέματος: παρακολουθούμε τα τελευταία 2 χρόνια μια άνευ προηγουμένου απαξιωτική αντιμετώπιση του μαθήματος της Φυσικής σε σχέση με τα υπόλοιπα μαθήματα των φυσικών επιστημών. Αυτό που συμβαίνει δεν έχει προηγούμενο σε Ευρωπαϊκή χώρα που θέλει να προχωρήσει στον 21ο αιώνα.

Η αρχή έγινε καταργώντας σημαντικά κομμάτια της ύλης με άμεσο αποτέλεσμα ο μαθητής να τελειώνει το σχολείο αγνοώντας Πυρηνική Φυσική, Η/Μ, Σχετικότητα, κ.λπ, δηλ. όλα τα σύγχρονα επιτεύγματα της ανθρώπινης νόησης – με τα οποία ασχολούνται καθημερινά τα ΜΜΕ – και μαθαίνοντας ημιτελώς όλα τα υπόλοιπα κεφάλαια. Η Φυσική σταματά κάπου στα 1830 ενώ η Αστρονομία και η Αστροφυσική δεν υπάρχουν ούτε καν ως επιλογή!!! Ο άνθρωπος ετοιμάζεται να αποικήσει το ηλιακό σύστημα κι εμείς έχουμε κολλήσει στο Νεύτωνα!!! #-o #-o #-o

Η κατάργηση της 3ωρης απαλλαγής από το διδακτικό ωράριο του Υπεύθυνου Εργαστηρίου Φυσικών Επιστημών οδηγεί με μαθηματική ακρίβεια σε κατάργηση χρήσης του εργαστηρίου από τα μαθήματα Φυσικής Χημείας κ.λ.π… ενώ η τάση παγκοσμίως είναι τα μαθήματα αυτά να γίνονται στο εργαστήριο.

Ταυτόχρονα γίναμε μάρτυρες μιας απίστευτης αύξησης των ωρών της Βιολογίας – σύμφωνα με διαπιστώσεις σχολικών συμβούλων η ύλη που διδάσκεται αντιστοιχεί στο μισό της ύλης του Βιολογικού τμήματος – με στόχο από ότι φαίνεται και από τις δηλώσεις του κου Παντή την περαιτέρω αύξηση της ύλης την επόμενη χρονιά… Τα αποτελέσματα φαίνονται ήδη:

Α. Πτώση του επιπέδου σπουδών του δημόσιου σχολείου – που θα έπρεπε να μας ενδιαφέρει πρώτα από όλα – αφού ουσιαστικά καταργούνται τα εργαστηριακά μαθήματα και η διδακτέα ύλη υπολείπεται σημαντικά από τα διεθνή καθιερωμένα πρότυπα. Σημειώνουμε εδώ ότι αντίθετα με ότι συμβαίνει στο δημόσιο σχολείο στην ιδιωτική εκπαίδευση τα αντίστοιχα κεφάλαια της φυσικής κι ο εργαστηριακός τρόπος διδασκαλίας είναι εκ των ουκ άνευ για το International Baccalaureate . Εμείς εδώ πάλι διεκδικούμε βραβείο παγκόσμιας πρωτοτυπίας. Υπενθυμίζουμε ότι η χρήση του εργαστηρίου προβλέπεται από την UNESCO στις οδηγίες της για την παιδεία.

Β. Υποβάθμιση του βασικού στόχου του σχολείου που είναι η καλλιέργεια τρόπου σκέψης των μαθητών και ουσιαστικά των αυριανών πολιτών της χώρας. Η διδασκαλία της Φυσικής με τον ενδεδειγμένο τρόπο προάγει τη σκέψη των μαθητών πέρα από τις γνώσεις για τη λειτουργία του. Η Φυσική δεν είναι εγκυκλοπαιδικό μάθημα, δεν λειτουργεί με βάση την αποστήθιση και λυπόμαστε που θα πρέπει να το υπενθυμίσουμε στον βιολόγο κο Παντή που δηλώνει ότι η Βιολογία είναι επιστήμη του 21ου αιώνα ότι Φυσικοί είναι οι θεμελιωτές της – δηλαδή Φυσικοί είναι αυτοί που κάνοντας βασική έρευνα μπόρεσαν να σκεφτούν και να εκτιμήσουν τα εργαστηριακά τους δεδομένα και να προχωρήσουν σε θεμελίωση διαφορετικής μεν όχι βασικής όμως επιστήμης δε.

Γ. Την πρωτοφανή μείωση των ωρών διδασκαλίας και των προσλαμβανόμενων συναδέλφων αναπληρωτών καθηγητών Φυσικής με ανάθεση του μαθήματος της Φυσικής σε μη Φυσικούς μέσω των δεύτερων και τρίτων αναθέσεων που οδηγεί ουσιαστικά στην κατάργησή τους. Κι αυτό γιατί οι συγκεκριμένοι εκπαιδευτικοί άλλων ειδικοτήτων έχουν πλήρη άγνοια της λογικής του μαθήματος καθώς και της δομής και λειτουργίας ενός Εργαστηρίου Φυσικής, της χρήσης και αξιοποίησης του εργαστηριακού εξοπλισμού, αφού οι σπουδές τους ουδεμία σχέση έχουν με το αντικείμενο. Αν, όπως ακούστηκε χθες, πηγαίνουμε διεθνώς για ενοποίηση του κλάδου Φυσικών Επιστημών, γιατί οι προσλήψεις δεν γίνονται από ενοποιημένο πίνακα αλλά ξαναπροσλαμβάνονται σωρηδόν βιολόγοι χωρίς καμία εμπειρία στην εκπαίδευση; Υπάρχει κάτι που σχεδιάζεται αλλά δεν ανακοινώνεται; Δεν θα ανακαλύψουμε πάλι τον τροχό, παγκοσμίως υπάρχει αναλογία στις προσλήψεις καθηγητών ΠΕ04 , οι Φυσικοί είναι περισσότεροι, μόνο εδώ πάμε τελευταία ανάλογα με τις προσβάσεις στο Υπουργείο Παιδείας και στον εκάστοτε υπουργό…..

Εν κατακλείδι, το ερώτημα είναι που βαδίζουμε στις αρχές του 21ου αιώνα που οι ανάγκες για σκεπτόμενους πολίτες θα είναι επιτακτικά αναγκαίες. Η υποβάθμιση του μαθήματος και της βασικής επιστήμης της Φυσικής πρέπει να σταματήσει εδώ, αν θέλουμε να σταματήσουμε την υποβάθμιση του δημόσιου σχολείου και της ζωής μας γενικότερα.…

ΑΡΚΕΤΑ. πιά .. όχι άλλος λιθοβολισμός

το Δ.Σ ΤΗΣ Ε.Ε.Φ

http://physicsgg.me/2016/09/10/%ce%b7-%ce%b1%cf%80%ce%b1%ce%be%ce%b9%cf%89%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ae-%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9%ce%bc%ce%b5%cf%84%cf%8e%cf%80%ce%b9%cf%83%ce%b7-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%bc%ce%b1%ce%b8%ce%ae%ce%bc%ce%b1/

arkas003.thumb.jpg.4d168cbd4e7780c5edb8b0690fb54c8c.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Γιατί ο χρόνος δεν ρέει προς τα πίσω. :cheesy:

με την ευκαιρία, ας θυμηθούμε ένα απόσπασμα από την εισαγωγή του βιβλίου του Ilya Progogine, «Το Τέλος της Βεβαιότητας, Χρόνος, Χάος και οι νόμοι της Φύσης», εκδόσεις κάτοπτρο, 1997:

Είναι γνωστό ότι ο Αϊνστάιν συχνά διαβεβαίωνε πως «ο χρόνος είναι πλάνη». Πράγματι, ο χρόνος, όπως ενσωματώθηκε στους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής, από την κλασική δυναμική του Νεύτωνα μέχρι τη σχετικότητα και την κβαντική φυσική, δεν επιτρέπει καμία διάκριση ανάμεσα στο παρελθόν και το μέλλον. Ακόμη και σήμερα, για πολλούς αυτό αποτελεί αληθινή ομολογία πίστεως: στο επίπεδο της βασικής περιγραφής της φύσης, το βέλος του χρόνου δεν υπάρχει.

Κι όμως παντού, στη χημεία, στη γεωλογία, στην κοσμολογία, στη βιολογία ή στις ανθρωπιστικές επιστήμες, το παρελθόν και το μέλλον παίζουν διαφορετικούς ρόλους. Πως θα μπορούσε άραγε το βέλος του χρόνου να αναδυθεί μέσα από έναν κόσμο στον οποίο η φυσική αποδίδει χρονική συμμετρία; Εδώ έγκειται το παράδοξο του χρόνου, που μεταθέτει στη φυσική το δίλημμα του ντετερμινισμού (…)

Το παράδοξο του χρόνου διαπιστώθηκε καθυστερημένα, κατά το δεύτερο ήμισυ του 19ου αιώνα, χάρη στις εργασίες του βιεννέζου φυσικού Ludwig Boltzmann, οποίος προσπάθησε, ακολουθώντας το παράδειγμα του Καρόλου Δαρβίνου από το χώρο της βιολογίας, να θεμελιώσει μια εξελικτική περιγραφή των φυσικών φαινομένων. Αποτέλεσμα της προσπάθειάς του ήταν να έρθει στην επιφάνεια η αντίφαση ανάμεσα στους νόμους της φυσικής του Νεύτωνα, που βασίζονται στην ισοδυναμία παρελθόντος και μέλλοντος, και σε κάθε εξελικτική διατύπωση που επιβεβαιώνει την ουσιαστική διάκριση μεταξύ μέλλοντος και παρελθόντος. Εκείνη την εποχή, οι νόμοι της νευτώνειας φυσικής ήταν αποδεκτοί ως η έκφραση μιας ιδεώδους, αντικειμενικής και πλήρους γνώσης. Αφού οι εν λόγω νόμοι επιβεβαίωναν την ισοδυναμία παρελθόντος και μέλλοντος, κάθε απόπειρα να δοθεί μια θεμελιώδης σημασία στο βέλος του χρόνου εμφανιζόταν ως απειλή ενάντια σ’ αυτό το ιδεώδες. Ακόμη και σήμερα, η κατάσταση δεν έχει αλλάξει. Πολλοί θεωρούν την κβαντική μηχανική, στον τομέα της μικροφυσικής, ως την τελική διατύπωση της φυσικής γνώσης, όπως ακριβώς οι φυσικοί της εποχής του Boltzmann θεωρούσαν οριστικούς τους νόμους της νευτώνειας φυσικής. Έτσι το ερώτημα παραμένει: πως θα ενσωματώσουμε το βέλος του χρόνου στη θεμελιώδη περιγραφή της φύσης χωρίς να καταστρέψουμε αυτά τα μεγαλειώδη επιτεύγματα του ανθρώπινου πνεύματος;

Από την εποχή του Boltzmann, λοιπόν το βέλος του χρόνου περιορίστηκε στο χώρο της φαινομενολογίας. Εμείς οι άνθρωποι, όντας παρατηρητές με περιορισμένες δυνατότητες, θεωρούμαστε υπεύθυνοι για τη διαφορά ανάμεσα στο παρελθόν και το μέλλον. Η συγκεκριμένη άποψη, που ανάγει το βέλος του χρόνου στον προσεγγιστικό χαρακτήρα της φυσικής περιγραφής, υποστηρίζεται ακόμη σε πολλά βιβλία. Άλλοι συγγραφείς θεωρούν το πρόβλημα του χρόνου απροσπέλαστο μυστήριο, για το οποίο η επιστήμη δεν έχει απάντηση. Κι όμως, από την εποχή του Boltzmann η κατάσταση έχει αλλάξει ριζικά. Η θεαματική ανάπτυξη της φυσικής μακράν της ισορροπίας και της δυναμικής των ασταθών δυναμικών συστημάτων που είναι συνυφασμένα με την ιδέα του χάους μας υποχρεώνει να αναθεωρήσουμε την έννοια του χρόνου όπως αυτή έχει διατυπωθεί από την εποχή του Γαλιλαίου.

Πράγματι, κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών γεννήθηκε μια νέα επιστήμη, η φυσική των διαδικασιών μακράν της ισορροπίας. Η εν λόγω επιστήμη οδήγησε σε νέες έννοιες, όπως η αυτοοργάνωση και οι δομές έκλυσης, που σήμερα χρησιμοποιούνται σε ευρύτατο φάσμα τομέων, το οποίο εκτείνεται από την κοσμολογία, διαμέσου της χημείας και της βιολογίας, ως την οικολογία και τις κοινωνικές επιστήμες. Η φυσική μακράν της ισορροπίας μελετά τη μη αναστρεψιμότητα. Παλιότερα, το βέλος του χρόνου συνδεόταν με πολύ απλά φαινόμενα, όπως η διάχυση, η τριβή, το ιξώδες. Μπορούσαμε να συμπεράνουμε ότι τα συγκεκριμένα φαινόμενα ήταν κατανοητά απλώς και μόνο με τη βοήθεια των νόμων της δυναμικής. Δεν ισχύει το ίδιο και σήμερα. Η μη αντιστρεψιμότητα δεν εμφανίζεται πλέον μόνο σε τόσο απλά φαινόμενα. Βρίσκεται στη βάση πολυποίκιλων νέων φαινομένων, όπως οι στροβιλισμοί, οι χημικές ταλαντώσεις, η ακτινοβολία λέιζερ. Όλα αυτά τα φαινόμενα δείχνουν τον θεμελιώδη εποικοδομητικό ρόλο του βέλους του χρόνου. η μη αναστρεψιμότητα δεν μπορεί πλέον να ταυτιστεί με μια απλή εντύπωση, που θα εξαφανιζόταν αν φτάναμε σε τέλεια γνώση. Αποτελεί προϋπόθεση και έκφραση των συσχετίσεων μεγάλων πληθυσμών (δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων) μορίων. Σύμφωνα με μια φράση που μου αρέσει να την επαναλαμβάνω, η ύλη στην ισορροπία, χωρίς το βέλος του χρόνου, είναι τυφλή, αλλά όταν εμφανίζεται το βέλος του χρόνου, μακράν της ισορροπίας, η ύλη αρχίζει να βλέπει! Χωρίς τις συσχετίσεις των μη αναστρέψιμων διαδικασιών μακράν της ισορροπίας, η εμφάνιση της ζωής στη Γη θα ήταν αδιανόητη. Ο ισχυρισμός ότι το βέλος του χρόνου είναι απλή φαινομενολογία καταδεικνύεται άτοπος. Δεν είμαστε εμείς οι γεννήτορες του βέλους του χρόνου. Αντίθετα, είμαστε τα παιδιά του.

http://physicsgg.me/2016/10/02/%ce%b2%ce%af%ce%bd%cf%84%ce%b5%ce%bf-%ce%b3%ce%b9%ce%b1%cf%84%ce%af-%ce%bf-%cf%87%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%bf%cf%82-%ce%b4%ce%b5%ce%bd-%cf%81%ce%ad%ce%b5%ce%b9-%cf%80%cf%81%ce%bf%cf%82-%cf%84%ce%b1/

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψη παράξενων μορφών ύλης. :cheesy:

Το βραβείο Νόμπελ φυσικής 2016 απονέμεται στους David Thouless, Duncan Haldane και Michael Kosterlitz για τις θεωρητικές ανακαλύψεις των τοπολογικών μετατροπών φάσης και των τοπολογικών φάσεων της ύλης.

http://physicsgg.me/2016/10/04/%ce%b2%cf%81%ce%b1%ce%b2%ce%b5%ce%af%ce%bf-%ce%bd%cf%8c%ce%bc%cf%80%ce%b5%ce%bb-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82-2016/

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Νόμπελ Φυσικής 2016 στα εξωτικά φαινόμενα της επιπεδοχώρας. :cheesy:

Το φετινό βραβείο Νόμπελ φυσικής απονεμήθηκε κατά το ένα ήμισυ στον David J. Thouless, από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ, και το άλλο ήμισυ στους F. Duncan Haldane Μ, από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον στην Καλιφόρνια και J. Michael Kosterlitz, από το Πανεπιστήμιο Μπράουν στο Ρόουντ Άιλαντ,

για τις ανακαλύψεις τους όσον αφορά την θεωρητική κατανόηση των μυστηρίων της ύλης και δημιουργίας νέων προοπτικών στην ανάπτυξη καινοτόμων υλικών.

Ο Ντέιβιντ Θούλες γεννήθηκε το 1934 στη Βρετανία και είναι σήμερα επίτιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον στο Σιάτλ.

Ο Φ.Ντάνκαν Χάλντεϊν γεννήθηκε το 1951 στη Βρετανία και σήμερα είναι καθηγητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον στην Καλιφόρνια.

Ο Τζ.Μάικλ Κόστερλιτζ γεννήθηκε το 1942 στη Βρετανία και εργάζεται σήμερα στο Πανεπιστήμιο Μπράουν στο Ρόουντ Άιλαντ των ΗΠΑ.

Οι David Thouless, Duncan Haldane, και Michael Kosterlitz έχουν χρησιμοποιήσει προηγμένες μαθηματικές μεθόδους για να εξηγήσουν παράξενα φαινόμενα στις σπάνιες φάσεις (ή καταστάσεις) της ύλης, όπως των υπεραγωγών, των υπερρευστών ή των λεπτών μαγνητικών ταινιών. Οι Kosterlitz και Thouless μελέτησαν φαινόμενα που συμβαίνουν σε έναν επίπεδο κόσμο – σε επιφάνειες ή στο εσωτερικό εξαιρετικά λεπτών στρωμάτων που μπορούν να θεωρηθούν δισδιάστατα, συγκρινόμενα με τις τρεις διαστάσεις (μήκος, πλάτος και ύψος) με τα οποία συνήθως περιγράφουμε πραγματικότητα. Ο Haldane έχει μελετήσει επίσης την ύλη που σχηματίζει καταστάσεις τόσο λεπτές που μπορούν να θεωρηθούν μονοδιάστατες.

Η φυσική που διαδραματίζεται στην επιπεδοχώρα είναι πολύ διαφορετική σε σχέση μ’ αυτή που γνωρίζουμε στον τρισδιάστατο κόσμο που μας περιβάλλει.

Παρά το γεγονός ότι η πολύ αραιά κατανεμημένη ύλη συνίσταται από εκατομμύρια άτομα και η συμπεριφορά του κάθε ατόμου μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας την κβαντική φυσική, τα άτομα ως σύνολο εμφανίζουν εντελώς διαφορετικές ιδιότητες. Νέα συλλογικά φαινόμενα ανακαλύπτονται συνεχώς σε αυτές τις δισδιάστατες επιφάνειες, και η φυσική της συμπυκνωμένης ύλης είναι σήμερα ένα από τα πιο υποσχόμενα πεδία στη φυσική.

Οι τρεις βραβευθέντες έκαναν τις καθοριστικές ανακαλύψεις τους χρησιμοποιώντας τοπολογικές έννοιες στη φυσική. Με τη σύγχρονη τοπολογία ως εργαλείο, το φετινοί νομπελίστες παρουσίασαν εκπληκτικά αποτελέσματα, τα οποία άνοιξαν νέα πεδία έρευνας και οδήγησαν στη δημιουργία νέων και σημαντικών εννοιών σε διαφόρους τομείς της φυσικής.

Η κβαντική φυσική γίνεται ορατή στις χαμηλές θερμοκρασίες

Κατά βάθος, όλη η ύλη διέπεται από τους νόμους της κβαντικής φυσικής. Τα αέρια, τα υγρά και τα στερεά είναι οι γνωστές φάσεις της ύλης, όπου τα κβαντικά φαινόμενα είναι συνήθως κρυμμένα πίσω από τυχαίες ατομικές κινήσεις. Αλλά σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273 βαθμοί Κελσίου) η ύλη αποκαλύπτει νέες φάσεις και συμπεριφέρεται με μη-αναμενόμενους τρόπους. Η κβαντική φυσική, η οποία ως γνωστόν λειτουργεί μόνο στον μικρόκοσμο, ξαφνικά γίνεται ορατή στον μακρόκοσμο.

Οι φάσεις της ύλης.

Οι πιο γνωστές φάσεις είναι η αέρια, η υγρή και η στερεή. Ωστόσο, σε εξαιρετικά υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες η ύλη εμφανίζεται και σε άλλες, πιο εξωτικές φάσεις.

Οι συνηθισμένες μετατροπές φάσεων της ύλης συμβαίνουν όταν η θερμοκρασία μεταβάλλεται. Για παράδειγμα, μία τέτοια μετατροπή φάσης συμβαίνει όταν ο πάγος, ο οποίος αποτελείται από «όμορφα τακτοποιημένους» κρυστάλλους, θερμαίνεται και λιώνει προς υγρό νερό, μια πιο χαοτική φάση της ύλης. Όταν παρατηρούμε τα λιγότερο γνωστά δισδιάστατα υλικά, ανακαλύπτουμε φάσεις της ύλης που δεν έχουν ακόμη διερευνηθεί πλήρως.

Περίεργα πράγματα συμβαίνουν στις χαμηλές θερμοκρασίες. Για παράδειγμα, η αντίσταση που συνήθως αντιμετωπίζουν όλα τα κινούμενα σωματίδια, ξαφνικά παύει να υπάρχει. Αυτό συμβαίνει όταν το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει χωρίς καμία αντίσταση σε ένα υπεραγωγό, ή όταν ένας στρόβιλος σε ένα υπερρευστό περιστρέφεται για πάντα χωρίς να επιβραδύνεται.

Ο Ρώσος Pyotr Kapitsa, στη δεκαετία του 1930, ήταν ο πρώτος που μελέτησε συστηματικά τα υπερρευστά. Ψύχοντας ήλιο-4, στους -271 βαθμούς Κελσίου, το έκανε να ρέει ανεβαίνοντας έξω από τα τοιχώματα του δοχείου που το περιείχε. Με άλλα λόγια, συμπεριφερόταν τόσο παράξενα, όπως ένα υπερρευστό, όπου το ιξώδες έχει εξαφανιστεί εντελώς. Ο Kapitsa βραβεύτηκε με Νόμπελ Φυσικής το 1978, και από τότε έχουν δημιουργηθεί διάφοροι τύποι υπερρευστών στο εργαστήριο. Το υπερρευστό ήλιο, λεπτά υμένια υπεραγωγών, λεπτά στρώματα μαγνητικών υλικών και ηλεκτρικά αγώγιμα νανονήματα είναι μερικές από τις νέες φάσεις της ύλης, που πλέον έχουν μελετηθεί εξαντλητικά.

Ζεύγη δινών αποκαλύπτουν την λύση

Οι ερευνητές πίστευαν για αρκετό καιρό ότι οι θερμικές διακυμάνσεις καταστρέφουν την τάξη στην ύλη ενός επίπεδου, δισδιάστατου κόσμου, ακόμα και στο απόλυτο μηδέν. Αλλά στις αρχές της δεκαετίας του 1970, οι David Thouless και Michael Kosterlitz συναντήθηκαν στο Μπέρμιγχαμ, στη Μεγάλη Βρετανία, και αμφισβήτησαν την μέχρι τότε θεωρία. Μαζί, καταπιάστηκαν με το πρόβλημα των μετατροπών φάσης στους δισδιάστατους κόσμους. Αυτή η συνεργασία οδήγησε σε μια εντελώς νέα κατανόηση των μετατροπών φάσης, η οποία θεωρείται ως μία από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις του εικοστού αιώνα στη θεωρία της φυσικής συμπυκνωμένης ύλης. Ονομάζεται μετατροπή ΚΤ (μετατροπή Kosterlitz-Thouless) ή μετατροπή BKT, όπου το Β προέρχεται από τον Vadim Berezinskii (1935–1980), ενός θεωρητικού φυσικού από τη Μόσχα που είχε παρουσιάσει παρόμοιες ιδέες.

Η τοπολογική μετατροπή φάσης δεν είναι μια συνηθισμένη μετατροπή φάσης, όπως αυτή μεταξύ πάγου και νερού. Τον κυρίαρχο ρόλο σε μια τοπολογική μετατροπή σε ένα επίπεδο υλικό παίζουν οι μικρές δίνες. Σε χαμηλές θερμοκρασίες σχηματίζουν συνδεδεμένα ζεύγη. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, πραγματοποιείται μια μετάβαση φάσης: οι δίνες ξαφνικά κινούνται μακριά η μια από την άλλη και μόνες τους μέσα στο υλικό.

Μετατροπή φάσης.

Χρησιμοποιώντας την τοπολογία, οι Kosterlitz και Thouless περιγράφουν μια τοπολογική μετατροπή φάσης σε ένα λεπτό στρώμα ύλης πολύ χαμηλής θερμοκρασίας. Σε χαμηλές θερμοκρασίες σχηματίζονται ζεύγη των δινών, και καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, στην θερμοκρασία της μετατροπής φάσης, διαχωρίζονται ξαφνικά. Αυτή ήταν μία από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις του εικοστού αιώνα στη φυσική της συμπυκνωμένης ύλης.

Το πιο εκπληκτικό σ’ αυτή τη θεωρία είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικούς τύπους υλικών σε χαμηλές διαστάσεις – η μετατροπή KT είναι καθολική. Έχει γίνει ένα χρήσιμο εργαλείο, που δεν εφαρμόζεται μόνο στον κόσμο της συμπυκνωμένης ύλης, αλλά και σε άλλους τομείς της φυσικής, όπως η ατομική φυσική ή η στατιστική μηχανική. Η θεωρία πίσω από τη μετατροπή ΚΤ επιβεβαιώθηκε πειραματικά.

Τα μυστηριώδη κβαντικά άλματα

Οι πειραματικές εξελίξεις τελικά επέφεραν μια σειρά από νέες καταστάσεις της ύλης που απαιτούσαν ερμηνεία. Στη δεκαετία του 1980, οι David Thouless και Duncan Haldane παρουσίασαν μια πρωτοποριακή νέα θεωρητική εργασία που αμφισβήτησε τις προηγούμενες θεωρίες, μια εκ των οποίων ήταν κβαντομηχανική θεωρία για την ηλεκτρική αγωγιμότητα. Η εν λόγω θεωρία αρχικά διατυπώθηκε στη δεκαετία του 1930 και μερικές δεκαετίες αργότερα, αυτή η περιοχή της φυσικής θεωρήθηκε πως έχει κατανοηθεί πλήρως.

Ως εκ τούτου, ήταν μεγάλη η έκπληξη όταν το 1983, ο David Thouless απέδειξε ότι η προηγούμενη εικόνα ήταν ελλιπής, και στις χαμηλές θερμοκρασίες και σε ισχυρά μαγνητικά πεδία, και ότι μια νέα θεωρία ήταν αναγκαία, στην οποία οι τοπολογικές έννοιες ήταν ζωτικής σημασίας. Την ίδια περίπου εποχή, ο Duncan Haldane έφτασε επίσης σε ένα παρόμοιο, και επίσης απροσδόκητο συμπέρασμα, καθώς μελετούσε μαγνητικές αλυσίδες ατόμων. Η εργασία τους υπήρξε καθοριστική για τις μετέπειτα δραματικές εξελίξεις στη θεωρία των νέων φάσεων της ύλης.

Το μυστηριώδες φαινόμενο που ο David Thouless περιέγραφε θεωρητικά, χρησιμοποιώντας τοπολογία, είναι το κβαντικό φαινόμενο Hall. Αυτό ανακαλύφθηκε το 1980 από τον Γερμανό φυσικό Klaus von Klitzing, ο οποίος βραβεύτηκε με το βραβείο Νόμπελ το 1985.

Μελέτησε ένα λεπτό αγώγιμο στρώμα ανάμεσα σε δύο ημιαγωγούς, όπου τα ηλεκτρόνια ψύχονται σε λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν και υποβάλλονται σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Στη φυσική, δεν είναι ασυνήθιστο να συμβαίνουν δραστικά γεγονότα καθώς η θερμοκρασία μειώνεται. Για παράδειγμα, πολλά υλικά αποκτούν μαγνητικές ιδιότητες. Αυτό συμβαίνει διότι όλοι οι μικροί ατομικοί μαγνήτες στο υλικό προσανατολίζονται ξαφνικά προς την ίδια κατεύθυνση, προκαλώντας ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο μπορεί να μετρηθεί.

Ωστόσο, το κβαντικό φαινόμενο Hall είναι πιο δύσκολο να κατανοηθεί. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα στο λεπτό υλικό στρώμα φαίνεται ότι μπορεί να πάρει μόνο συγκεκριμένες τιμές, οι οποίες είναι μάλιστα και εξαιρετικά ακριβείς, κάτι που είναι ασυνήθιστο στη φυσική. Οι μετρήσεις δίνουν ακριβώς τα ίδια αποτελέσματα, ακόμη και αν η θερμοκρασία, το μαγνητικό πεδίο ή η ποσότητα των προσμίξεων στον ημιαγωγό μεταβάλλονται. Όταν το μαγνητικό πεδίο μεταβληθεί αρκετά, η αγωγιμότητα του στρώματος μεταβάλλεται επίσης, αλλά μόνο με βήματα. Μειώνοντας την ένταση του μαγνητικού πεδίου η ηλεκτρική αγωγιμότητα αρχικά γίνεται ακριβώς διπλάσια, στη συνέχεια τριπλάσια, τετραπλάσια, και ούτω καθεξής. Αυτά τα ακέραια βήματα δεν θα μπορούσαν να εξηγηθούν από την φυσική που ήταν γνωστή εκείνη την εποχή, αλλά ο David Thouless βρήκε τη λύση σ’ αυτό το αίνιγμα με χρησιμοποιώντας την τοπολογία.

H απάντηση διαμέσου της τοπολογίας

Η τοπολογία περιγράφει τις ιδιότητες που παραμένουν αναλλοίωτες όταν ένα αντικείμενο τεντώνεται, στρίβεται ή παραμορφώνεται, χωρίς όμως να σκίζεται-κόβεται. Τοπολογικά, μια σφαίρα και ένα μπολ ανήκουν στην ίδια κατηγορία, διότι μια σφαίρα από πηλό μπορεί να μετατραπεί σε μπολ. Ωστόσο, ένα ντόνατ με μια τρύπα στη μέση και ένα φλιτζάνι καφέ με μια τρύπα στη λαβή ανήκουν σε άλλη κατηγορία. Μπορούν επίσης να αναδιαμορφωθούν έτσι ώστε το ένα να μετατραπεί στο σχήμα του άλλου. Έτσι, τα τοπολογικά αντικείμενα μπορούν να περιέχουν μια τρύπα, ή δύο, ή τρεις, ή τέσσερις … αλλά αυτός ο αριθμός πρέπει να είναι προφανώς ένας ακέραιος. Αυτό αποδείχθηκε χρήσιμο στην περιγραφή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του κβαντικού φαινομένου Hall, το οποίο αλλάζει μόνο κατά βήματα που είναι ακριβώς πολλαπλάσια ενός ακεραίου (εικ. 3).

Στο κβαντικό φαινόμενο Hall, τα ηλεκτρόνια κινούνται σχετικά ελεύθερα στο στρώμα μεταξύ των ημιαγωγών και σχηματίζουν αυτό που ονομάζεται τοπολογικό κβαντικό ρευστό. Με τον ίδιο τρόπο καθώς νέες ιδιότητες εμφανίζονται συχνά όταν πολλά σωματίδια βρίσκονται μαζί, τα ηλεκτρόνια στο τοπολογικό κβαντικό υγρό εμφανίζουν επίσης εκπληκτικά χαρακτηριστικά.

Ακριβώς όπως δεν μπορεί να εξακριβωθεί κατά πόσον υπάρχει μια τρύπα σε ένα φλιτζάνι καφέ, κοιτάζοντας ένα μικρό μέρος από αυτό, είναι αδύνατο να καθοριστεί αν τα ηλεκτρόνια έχουν σχηματίσει ένα τοπολογικό κβαντικό υγρό, αν κοιτάζετε μόνο ό,τι συμβαίνει σε μερικά από αυτά. Ωστόσο, η αγωγιμότητα περιγράφει την συλλογική κίνηση των ηλεκτρονίων και λόγω της τοπολογίας, μεταβάλλεται κατά βήματα – δηλαδή, είναι κβαντισμένη. Επιπλέον, χαρακτηριστικό του τοπολογικού κβαντικού ρευστού είναι ότι τα όρια του έχουν ασυνήθιστες ιδιότητες. Αυτά είχαν προβλεφθεί από τη θεωρία και αργότερα επιβεβαιώθηκαν πειραματικά.

Ένα άλλο ορόσημο συνέβη το 1988, όταν ο Duncan Haldane ανακάλυψε ότι τα τοπολογικά κβαντικά ρευστά, όπως αυτό στο κβαντικό φαινόμενο Hall, μπορεί να σχηματίσει λεπτές ημιαγώγιμες διαστρωματώσεις, ακόμη και όταν δεν υπάρχει μαγνητικό πεδίο. Είχε πει ότι ποτέ δεν είχε ονειρευτεί πως το θεωρητικό του μοντέλο θα επιβεβαιωνόταν πειραματικά, όμως πριν από δυο χρόνια, το 2014, αυτό το μοντέλο επαληθεύτηκε πειραματικά χρησιμοποιώντας άτομα που είχαν ψυχθεί σχεδόν μέχρι το απόλυτο μηδέν.

Νέα τοπολογικά υλικά

Στις αρχικές του εργασίες, από το 1982, ο Duncan Haldane έκανε μια πρόβλεψη που κατέπληξε ακόμα και τους ειδικούς του τομέα. Σε θεωρητικές μελέτες των αλυσίδων με μαγνητισμένα άτομα που εμφανίζονται σε ορισμένα υλικά, ανακάλυψε ότι οι αλυσίδες είχαν ριζικά διαφορετικές ιδιότητες ανάλογα με τον χαρακτήρα των ατομικών μαγνητών. Όπως και στο τοπολογικό κβαντικό ρευστό, δεν είναι δυνατόν να προσδιοριστεί αν μια ατομική αλυσίδα είναι τοπολογική ή όχι με την απλή εξέταση ενός μικρού τμήματός της. Και, ακριβώς όπως και στην περίπτωση του κβαντικού ρευστού, οι τοπολογικές ιδιότητες αποκαλύπτονται στα όρια, κι αυτά είναι τα άκρα της αλυσίδας. Αρχικά, κανείς δεν πίστευε στη συλλογιστική του Haldane για τις ατομικές αλυσίδες. Οι ερευνητές ήταν πεπεισμένοι ότι ήδη τις έχουν κατανοήσει πλήρως.

Όμως, αποδείχθηκε ότι Haldane είχε ανακαλύψει το πρώτο παράδειγμα ενός νέου τύπου των τοπολογικού υλικού, το οποίο είναι πλέον ένα πεδίο της έρευνας πρώτης γραμμής στην φυσική συμπυκνωμένης ύλης.

Και τα κβαντικά υγρά Hall και οι μαγνητικές αλυσίδες ατόμων περιλαμβάνονται σ’ αυτή τη νέα ομάδα των τοπολογικών καταστάσεων. Αργότερα, οι ερευνητές ανακάλυψαν κι άλλες μη αναμενόμενες τοπολογικές καταστάσεις της ύλης, όχι μόνο σε αλυσίδες και λεπτά στρώματα, αλλά και σε απλά τρισδιάστατα υλικά.

Οι τοπολογικοί μονωτές, οι τοπολογικοί υπεραγωγοί και τα τοπολογικά μέταλλα είναι παραδείγματα τομέων που κατά την τελευταία δεκαετία, βρίσκονται στο προσκήνιο της έρευνας στη φυσική συμπυκνωμένης ύλης, διότι υπάρχει η προσδοκία πως τα τοπολογικά υλικά θα είναι χρήσιμα στις νέες γενιές των ηλεκτρονικών και υπεραγωγών ή μελλοντικά στους κβαντικούς υπολογιστές.

Η βράβευση λοιπόν των David Thouless, Duncan Haldane και Michael Kosterlitz με το Νόμπελ Φυσικής 2016 μας έδωσε την ευκαιρία να γνωρίσουμε – έστω και λίγο – τα μυστικά της ύλης στην εξωτική επιπεδοχώρα.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ:

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2016/popular-physicsprize2016.pdf

Παρακολουθείστε live την ανακοίνωση (στις 12:45) του βραβείου Νόμπελ Φυσικής

http://physicsgg.me/2016/10/04/%ce%bd%cf%8c%ce%bc%cf%80%ce%b5%ce%bb-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82-2016-%cf%83%cf%84%ce%b1-%ce%b5%ce%be%cf%89%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%cf%86%ce%b1%ce%b9%ce%bd%cf%8c%ce%bc%ce%b5%ce%bd/

nompel-fusikis-2016.jpg.8b0f6e5fab6fc9d7fd10fb710c3812c1.jpg

159472928_1ri7qqd620copy.jpg.1ec2893c8896a29a0b2561e1dec72b7b.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Νόμπελ Χημείας 2016 στις μικροσκοπικές μοριακές μηχανές. :cheesy:

Το βραβείο Νόμπελ Χημείας 2016 απονέμεται στους Jean-Pierre Sauvage

(University of Strasbourg, Γαλλία), Sir J. Fraser Stoddart (Northwestern University, Evanston, IL, ΗΠΑ) και Bernard L. Feringa (University of Groningen, Ολλανδία) «για τον σχεδιασμό και την σύνθεση των μοριακών μηχανών»

Ο Ζαν-Πιέρ Σοβάζ (Jean-Pierre Sauvage) γεννήθηκε το 1944 στη Γαλλία και είναι σήμερα επίτιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στρασβούργου και επίτιμος διευθυντής ερευνών στο γαλλικό Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας (CNRS)

O σερ Φρέιζερ Στόνταρτ (Fraser Stoddart) γεννήθηκε το 1942 στη Βρετανία και είναι σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ.

Ο Μπερνάρ Φερινγκά (Bernard L. Feringa) γεννήθηκε το 1951 στην Ολλανδία. Είναι σήμερα καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Γκρένινγκεν.

Πόσο μικρές μπορεί να είναι οι μηχανές; Αυτό ήταν ένα ερώτημα που απασχόλησε τον βραβευμένο με Νόμπελ Richard Feynman όταν το 1950 προσπαθούσε να προβλέψει τις εξελίξεις στον τομέα της νανοτεχνολογίας ή όταν φανταζόταν μια μοριακών διαστάσεων νανο-μηχανή που θα υλοποιούσε το μικροσκοπικό αεικίνητό του.

Το πρώτο βήμα προς μια μοριακή μηχανή έγινε από τον Jean-Pierre Sauvage το 1983, όταν κατόρθωσε να συνδέσει με επιτυχία δυο μόρια σε σχήμα δακτυλίου έτσι ώστε να σχηματίσουν τους κρίκους μιας αλυσίδας (catenane).

O Jean-Pierre Sauvage χρησιμοποίησε ένα ιόν χαλκού για να συνδέσει μόρια χρησιμοποιώντας έναν μηχανικό δεσμό.

Κανονικά τα μόρια συνδέονται με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς, όμως σ’ αυτή την περίπτωση τα μόρια συνδέονται με έναν ελεύθερο μηχανικό δεσμό. Μια οποιαδήποτε μηχανή για να μπορεί να εκτελέσει μια εργασία πρέπει να αποτελείται από τμήματα που μπορούν να κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο. Τα δυο μόρια – ως κρίκοι αλυσίδας, πληρούν ακριβώς αυτή την απαίτηση.

Το δεύτερο βήμα έγινε από τον Fraser Stoddart το 1991, όταν κατάφερε να τοποθετήσει ένα έναν λεπτό μοριακό άξονα μέσα σε ένα κυκλικό μόριο (rotaxane) και απέδειξε ότι το δαχτυλίδι ήταν σε θέση να κινηθεί κατά μήκος του άξονα. Αυτή ανακάλυψη βρίσκει εφαρμογή στην κατασκευή μοριακού ανελκυστήρα, μοριακών μυών και μοριακού τσιπ υπολογιστών.

Ο Bernard Feringa ήταν ο πρώτος που κατασκεύασε έναν μοριακό κινητήρα το 1999. Χρησιμοποιώντας μοριακούς κινητήρες, κατάφερε να περιστρέψει έναν γυάλινο κύλινδρο, 10.000 φορές μεγαλύτερο από τον κινητήρα, ενώ σχεδίασε επίσης και ένα νανο-αυτοκίνητο.

O Ben Feringa κατασκεύασε την πρώτη μοριακή μηχανή, η οποία περιστρεφόταν μηχανικά προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Η ερευνητική του ομάδα βελτιστοποίησε τον κινητήρα, έτσι ώστε τώρα να περιστρέφεται με 12 εκατομμύρια στροφές ανά δευτερόλεπτο.

Το μοριακό μοτέρ βρίσκεται στο ίδιο στάδιο που βρισκόταν ο ηλεκτρικός κινητήρας το 1830, όταν οι επιστήμονες δοκίμαζαν διάφορες ιδέες και κατασκευές, χωρίς να γνωρίζουν ότι κάποτε θα οδηγούμασταν στα ηλεκτρικά τρένα, πλυντήρια, ανεμιστήρες κ.λπ. Οι μοριακές μηχανές πιθανότατα θα χρησιμοποιηθούν στην ανάπτυξη νέων υλικών, αισθητήρων και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.

http://physicsgg.me/2016/10/05/%ce%b2%cf%81%ce%b1%ce%b2%ce%b5%ce%af%ce%bf-%ce%bd%cf%8c%ce%bc%cf%80%ce%b5%ce%bb-%cf%87%ce%b7%ce%bc%ce%b5%ce%af%ce%b1%cf%82-2016/

newego_LARGE_t_1101_54864269.thumb.jpg.f189888bbe3b2890c78264466f1ffa7d.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 εβδομάδες αργότερα...

SMASH: η θεωρία που λύνει 5 από τα μεγαλύτερα μυστήρια της φυσικής. :cheesy:

Πέντε από τους πιο σημαντικούς και «επίμονους» γρίφους της φυσικής θα λύσει μία καινούρια προτεινόμενη θεωρία, στην περίπτωση που επαληθευτεί πειραματικά. Διατυπωμένο από ερευνητές από πανεπιστήμιο και ινστιτούτα στη Γαλλία, την Ισπανία, τη Γερμανία και την Αγγλία, το καινούριο μοντέλο υπόσχεται να δώσει απάντηση στους «γρίφους» της φύσης της σκοτεινής ύλης, του μηχανισμού πίσω από τον πληθωρισμό του σύμπαντος, της επικράτησης της ύλης έναντι της αντιύλης, των ταλαντώσεων των νετρίνων και το πρόβλημα της μη παραβίασης της συμμετρίας CP από την ισχυρή πυρηνική δύναμη [unifying inflation with the axion, dark matter, baryogenesis and the seesaw mechanism].

https://arxiv.org/pdf/1608.05414v1.pdf

Η θεωρία ονομάζεται SMASH και βασίζεται στο Καθιερωμένο Πρότυπο της φυσικής, με ορισμένες προτεινόμενες τροποποιήσεις. Το Καθιερωμένο Πρότυπο περιγράφει όλα τα «δομικά συστατικά» της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις, εκτός από τη βαρύτητα. Αν και έχει επιβεβαιωθεί από όλα τα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι σήμερα, δεν μπορεί να εξηγήσει ορισμένα φαινόμενα που παρατηρούνται στη φύση.

Για παράδειγμα, δεν βοηθά τους φυσικούς να καταλάβουν ποια είναι η φύση της σκοτεινής ύλης, δηλαδή αυτού του μυστηριώδους υλικού που αντιστοιχεί στο 84% της μάζας του σύμπαντος. Επίσης, δεν εξηγεί γιατί η ύλη επικράτησε της αντιύλης, αλλά και γιατί στα αρχικά στάδια της δημιουργίας του, το σύμπαν πέρασε από μία φάση απότομης διαστολής, η οποία έχει ονομασθεί πληθωρισμός.

Από τέτοια αναπάντητα ερωτηματικά, οι φυσικοί είναι πεπεισμένοι πως το Καθιερωμένο Πρότυπο είναι ατελές. «Πιθανότατα υπάρχουν και άλλα σωματίδια», λέει στο περιοδικό New Scientist o Μίκαελ Σαπόσνικοφ από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Τεχνολογικό Ινστιτούτο στη Λοζάνη. «Το ερώτημα είναι πόσα νέα σωματίδια χρειαζόμαστε».

Μερικά προτεινόμενα μοντέλα, όπως η υπερσυμμετρία, προβλέπουν τουλάχιστον διπλάσιο αριθμό σωματιδίων από το Καθιερωμένο Πρότυπο, από τα οποία κανένα δεν έχει ανιχνευτεί πειραματικά σε διατάξεις όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων. Από την άλλη, το SMASH προβλέπει μόλις 4 νέα σωμάτια καθώς και ένα πεδίο το οποίο εκδηλώνεται με τη δράση δύο ακόμη σωματιδίων.

Από τα σωματίδια αυτά, το πρώτο αποτελεί το «συστατικό» της σκοτεινής ύλης. Το δεύτερο κρύβεται θεωρητικά πίσω από την εποχή του πληθωρισμού του σύμπαντος.

«Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της συγκεκριμένης θεωρίας είναι πως θα μπορεί να ελεγχθεί μέσα στα επόμενα 10 χρόνια περίπου», σημειώνει στο περιοδικό ο Αντρέας Ρίνγκβαλντ, μέλος της ομάδας από το γερμανικό ερευνητικό κέντρο DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) στο Αμβρούργο. «Μπορείς πάντα να επινοείς καινούριες θεωρίες, αν όμως για αυτές η δυνατότητα ελέγχου θα δοθεί σε 100 χρόνια, ή και ακόμη και ποτέ, τότε δεν μπορούμε να μιλάμε για αληθινή επιστήμη».

Η θεωρία προβλέπει ότι το ένα από τα προτεινόμενα σωματίδια θα πρέπει να είναι 10 δισ. φορές ελαφρύτερο από το ηλεκτρόνιο. Σωματίδια με τέτοια μάζα θα μπορούσαν να ανιχνευθούν από το πείραμα CULTASK που πραγματοποιείται στη Νότια Κορέα ή να ανιχνευθούν στο μέλλον από το πείραμα MADMAX που σχεδιάζεται να ξεκινήσει στη Γερμανία.

Βέβαια, όσο οι πειραματικοί φυσικοί θα προσπαθούν να βρουν πειραματικά δεδομένα τα οποία θα επιβεβαιώσουν ή θα καταρρίψουν τη θεωρία, αυτό δεν σημαίνει πως στην πορεία δεν είναι πιθανόν να προκύψει ένα ακόμη καλύτερο μοντέλο. «Όλα τα ενδεχόμενα είναι ανοικτά», παραδέχεται στο περιοδικό ο Ρίνγκβαλντ.

http://physicsgg.me/2016/11/01/smash-%ce%b7-%ce%b8%ce%b5%cf%89%cf%81%ce%af%ce%b1-%cf%80%ce%bf%cf%85-%ce%bb%cf%8d%ce%bd%ce%b5%ce%b9-5-%ce%b1%cf%80%cf%8c-%cf%84%ce%b1-%ce%bc%ce%b5%ce%b3%ce%b1%ce%bb%cf%8d%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%b1/

rexfeatures_1792830k1.thumb.jpg.049e3f1353662236cb6f149a720cb608.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

7 Νοεμβρίου: Ευρωπαϊκή Ημέρα Ραδονίου. :cheesy:

Η 7η Νοεμβρίου έχει καθιερωθεί ως Ευρωπαϊκή Ημέρα Ραδονίου με σκοπό την ενημέρωση και ευαισθητοποίηση για το φυσικό ραδιενεργό αέριο που παγκοσμίως αποτελεί την πιο σημαντική πηγή έκθεσης του πληθυσμού σε ιοντίζουσα ακτινοβολία. Οι υψηλές συγκεντρώσεις ραδονίου ενέχουν σημαντικό κίνδυνο για την υγεία, καθώς κατατάσσεται από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας στους καρκινογόνους παράγοντες.

Στη χώρα μας κάθε χρόνο πραγματοποιούνται εκατοντάδες μετρήσεις ραδονίου σε κατοικίες και εργασιακούς χώρους. Οι συγκεντρώσεις ραδονίου που ανιχνεύονται στην Ελλάδα είναι συγκρίσιμες με αυτές που παρατηρούνται σε άλλες χώρες.

Η μέση ετήσια δόση ακτινοβολίας που λαμβάνουμε από το ραδόνιο έχει υπολογιστεί σε 1,7 mSv.

Με τη συνεργασία των αρχών τοπικής αυτοδιοίκησης σε όλη τη χώρα η ΕΕΑΕ υλοποιεί ένα μακροπρόθεσμο σχέδιο χαρτογράφησης των συγκεντρώσεων ραδονίου σε κατοικίες σε όλη την Ελλάδα. Η συντονισμένη προσπάθεια καταγραφής των συγκεντρώσεων ραδονίου στον εσωτερικό αέρα κατοικιών σε όλη τη χώρα (εθνική επισκόπηση ραδονίου) ξεκίνησε το 2010 και συνεχίζεται εντατικά. Μετρώνται οι συγκεντρώσεις ραδονίου σε κατοικίες, δειγματοληπτικά, σε όλη την Ελλάδα και καταχωρούνται στην εθνική βάση ραδονίου που έχει δημιουργήσει η ΕΕΑΕ, προκειμένου να εκτιμηθεί η μέση ετήσια δόση που λαμβάνει ο πληθυσμός και να εντοπιστούν οι περιοχές με αυξημένες συγκεντρώσεις ραδονίου στο εσωτερικό των κατοικιών. Η συμμετοχή στο πρόγραμμα είναι εθελοντική και πραγματοποιείται με τη συμβολή των δήμων, οι οποίοι αναλαμβάνουν τη διανομή και συλλογή των ανιχνευτών κατόπιν οδηγιών της ΕΕΑΕ.

http://physicsgg.me/2016/11/06/7-%ce%bd%ce%bf%ce%b5%ce%bc%ce%b2%cf%81%ce%af%ce%bf%cf%85-%ce%b5%cf%85%cf%81%cf%89%cf%80%ce%b1%cf%8a%ce%ba%ce%ae-%ce%b7%ce%bc%ce%ad%cf%81%ce%b1-%cf%81%ce%b1%ce%b4%ce%bf%ce%bd%ce%af%ce%bf%cf%85/

radon_sxima.thumb.png.a35aa6667fcfc7b4a0f1d2f5d0e1b77b.png

rn86.thumb.png.26d8f912bd115f957636dad035b0968c.png

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Στα όρια της «αττοφυσικής» :cheesy:

Για πρώτη φορά oι φυσικοί χρονομέτρησαν μια μεταβολή στο εσωτερικό ατόμου με ακρίβεια μερικών τρισεκατομμυριοστών του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου. Προσδιόρισαν το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να πραγματοποιηθεί ο ιονισμός ατόμου ηλίου με ακρίβεια μερικών zeptoseconds – ζεπτοδευτερόλεπτα (1 zeptosecond=10−21 sec).

Άπαξ και ένα ηλεκτρόνιο αποσπαστεί από ένα άτομο ηλίου, εξαιτίας της πρόσπτωσης φωτονίου, είναι δυνατόν να προσδιοριστούν οι πιθανές θέσεις του εναπομείναντος ηλεκτρονίου. Οι πιθανότερες θέσεις του ηλεκτρονίου παριστάνονται με την φωτεινότερη περιοχή γύρω από τον πυρήνα, ο οποίος δεν είναι ορατός στην εικόνα

Όταν φως συγκεκριμένης συχνότητας προσπίπτει σε ένα άτομο τότε είναι δυνατόν να προκαλέσει τον ιονισμό του, δηλαδή να αποσπαστεί ένα ηλεκτρόνιο από το άτομο. Ο φωτοϊονισμός είναι φαινόμενο του οποίου η διάρκεια είναι αφάνταστα μικρή. Οι φυσικοί του Ινστιτούτου Κβαντικής Οπτικής Μαξ Πλανκ στο Γκάρτσινγκ, του Τεχνικού Πανεπιστημίου και του Πανεπιστημίου Λούντβιχ Μαξιμίλιανς του Μονάχου, κατόρθωσαν για πρώτη φορά να εκτιμήσουν την διάρκεια ενός τέτοιου ατομικού φαινομένου με πρωτοφανή ακρίβεια για μια απευθείας αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη [M. Ossiander et al, «Attosecond correlation dynamics» ].

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3941.html

Αν ένα σωματίδιο φωτός (φωτόνιο) αλληλεπιδράσει με άτομο ηλίου που διαθέτει δυο ηλεκτρόνια, οι αλλαγές που θα συμβούν γίνονται σχεδόν ακαριαία και περιγράφονται μόνο διαμέσου της κβαντομηχανικής. Το φωτόνιο μπορεί να απορροφηθεί και κάποιο από τα δυο ηλεκτρόνια να διεγερθεί απορροφώντας την ενέργεια του φωτονίου ή αυτή να κατανεμηθεί μεταξύ τους. Εφόσον η ενέργεια του φωτονίου είναι η κατάλληλη, τότε είναι δυνατόν ένα ηλεκτρόνιο να αποβληθεί από το άτομο του ηλίου.

Οι μετρήσεις των φυσικών δείχνουν ότι ο φωτοϊονισμός, από την στιγμή που το φωτόνιο αλληλεπιδρά με το άτομο μέχρι τη στιγμή που το ηλεκτρόνιο εγκαταλείπει το άτομο, διαρκεί από 5 έως 15 attoseconds – αττοδευτερόλεπτα (1 attosecond = 10-18 sec). Οι ερευνητές Ossiander et al, κατεύθυναν σε άτομο ηλίου έναν σύντομο παλμό υπεριώδους φωτός λέιζερ, με διάρκεια της τάξης των attosecond, για να προκαλέσουν τον ιονισμό του. Ταυτόχρονα, εκτόξευαν στον ίδιο στόχο έναν δεύτερο παλμό υπέρυθρου φωτός λέιζερ, διάρκειας περίπου 4 femtoseconds – φεμτοδευτερόλεπτα (1 femtosecond=10-15 sec) για να ανιχνεύσουν το ηλεκτρόνιο που αποσπάστηκε.

Τελικά, οι μετρήσεις της διάρκειας του φωτοϊονισμού των Ossiander et al είχαν ακρίβεια της τάξης των zeptoseconds (10−21 sec). Επιπλέον, κατάφεραν να προσδιορίσουν για πρώτη φορά το πως κατανέμεται η απορροφούμενη ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου μεταξύ των δυο ηλεκτρονίων του ατόμου του ηλίου στα τελευταία attoseconds πριν την εκπομπή του ενός εκ των δυο. Υπενθυμίζεται ότι το άτομο του ηλίου είναι μεν ένα πολύπλοκο κβαντικό σύστημα, αλλά οι ιδιότητές του μπορούν να υπολογιστούν πλήρως από την κβαντική θεωρία και στην περίπτωσή του μπορεί συγκριθεί η θεωρία με το πείραμα.

Οι μετρήσεις χρονικών διαστημάτων της τάξης μεγέθους των αττοδευτερολέπτων ανήκουν σε έναν νέο κλάδο φυσικής, που αναφέρεται ως «attophysics – αττοφυσική».

https://en.wikipedia.org/wiki/Attophysics

Η αττοφυσική εφαρμόζεται σε κβαντικά συστήματα και μελετά ατομικά και μοριακά φαινόμενα των οποίων η διάρκεια είναι υπερβολικά μικρή.

Ο προσδιορισμός της χρονικής διάρκειας του φωτοϊονισμού στο άτομο του ηλίου από τους Ossiander et al, είχε μια ακρίβεια καλύτερη από το 1/25 της ατομικής μονάδας χρόνου(*). Κι αυτό είναι ένα ακόμα βήμα προς τα όρια της αττοφυσικής.

(*) 1 ατομική μονάδα χρόνου= α0/v0 ~ 2.4×10-17 sec, όπου α0 η ατομική ακτίνα Bohr και v0 η ταχύτητα ηλεκτρονίου του ατόμου υδρογόνου στην 1η τροχιά Bohrhttp://physicsgg.me/2016/11/14/%cf%83%cf%84%ce%b1-%cf%8c%cf%81%ce%b9%ce%b1-%cf%84%ce%b7%cf%82-%ce%b1%cf%84%cf%84%ce%bf%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae%cf%82/

time_260_web.png.ee80af112be13c9be5d464b54f4ba16a.png

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 εβδομάδες αργότερα...

340 χρόνια από τον πρώτο υπολογισμό της ταχύτητας του φωτός. :cheesy:

Το σημερινό λογότυπο της Google είναι αφιερωμένο στην μέτρηση της ταχύτητας φωτός από τον Ole Roemer το 1676

Η πρώτη πειραματική απόδειξη για το ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πεπερασμένη δόθηκε το 1676 από τον Δανό αστρονόμο Ole Roemer (1644-1710). [«Touchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Rŏmer de l’Académie Royale des Sciences« , Journal des sçavan: 233–36. 1676].

https://cral.univ-lyon1.fr/labo/fc/ama09/pages_jdsc/pages/jdsc_1676_lumiere.pdf

Ο Roemer παρατηρώντας την Ιώ, τον εσωτερικότερο δορυφόρο του Δία, διαπίστωσε μια μικρή μεταβολή στην περίοδο των εκλείψεων της Ιούς από τον Δία (μια περίοδος περιστροφής της Ιούς γύρω από τον Δία είναι 42,46 ώρες), ανάλογα με το αν η Γη πλησίαζε ή απομακρυνόταν από τον πλανήτη Δία.

Από τους υπολογισμούς του Roemer προκύπτει για την ταχύτητα το φωτός η τιμή 214.000 km/s. Μια πολύ καλή προσέγγιση για την εποχή εκείνη – πολύ κοντά στην τιμή που αποδεχόμαστε σήμερα, περίπου 300.000 km/s.

Διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο με τίτλο: Πως υπολογίστηκε η ταχύτητα του φωτός για πρώτη φορά

https://physicsgg.me/2015/03/03/%CF%80%CF%89%CF%82-%CF%85%CF%80%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BA%CE%B5-%CE%B7-%CF%84%CE%B1%CF%87%CF%8D%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1-%CF%84%CE%BF%CF%85-%CF%86%CF%89%CF%84%CF%8C%CF%82/

15.png.69cc619f7fbeff8c5a51180226e59c0c.png

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

H ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων σημαντικότερη εξέλιξη στη Φυσική το 2016. :cheesy:

Ήταν βέβαια αναμενόμενο: η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων που επιβεβαίωσε φέτος μια από τις τελευταίες προβλέψεις του Αϊνστάιν ανακηρύχθηκε η κορυφαία ανακάλυψη στη Φυσική για το 2016 από το περιοδικό Physics World.

Τα βαρυτικά κύματα είναι «ρυτιδώσεις» του χωροχρόνου, που προκαλούνται από βίαια κοσμικά συμβάντα, όπως η σύγκρουση μεταξύ μαύρων οπών. Είχαν προβλεφθεί θεωρητικά στο πλαίσιο της Γενικής Σχετικότητας, ανιχνεύθηκαν όμως για πρώτη φορά τον Φεβρουάριο από τους ανιχνευτές LIGO στις ΗΠΑ.

Περισσότερα από 80 πανεπιστήμια και άλλοι ερευνητικοί φορείς από όλο τον κόσμο συμμετέχουν στην κοινοπραξία LIGO, με επικεφαλής ερευνητές από τα αμερικανικά πανεπιστήμια ΜΙΤ και Caltech.

Οι υπόλοιπες εξελίξεις που συμπληρώνουν το Top 10 του Physics World:

Η δημιουργία και μέτρηση της κβαντικής διεμπλοκής ανάμεσα σε ζεύγη διαφορετικών ιόντων.

Η μηχανή που αποτελείται από ένα μόνο άτομο.

Η δημιουργία ενός άκρως ευαίσθητου, μικρού και φθηνού μετρητή βαρύτητας.

Η δημιουργία μιας γάτας του Σρέντιγκερ που ζει και πεθαίνει σε δύο κουτιά ταυτόχρονα.

Η μέτρηση της αρνητικής διάθλασης των ηλεκτρονίων στο γραφένιο.

Η ανακάλυψη του πλησιέστερου στη Γη βραχώδους εξωπλανήτη στον Εγγύτατο του Κενταύρου.

Το πυρηνικό ρολόι με βάση το θόριο-229.

Ένας νέος φακός μικροσκοπίου που συνδυάζει μεγάλο οπτικό πεδίο και υψηλή ανάλυση.

Η προσομοίωση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ θεμελιωδών σωματιδίων με τη χρήση κβαντικού υπολογιστή.

https://www.youtube.com/watch?v=TNhI57b9JOc

http://physicsgg.me/2016/12/13/h-%ce%b1%ce%bd%ce%af%cf%87%ce%bd%ce%b5%cf%85%cf%83%ce%b7-%ce%b2%ce%b1%cf%81%cf%85%cf%84%ce%b9%ce%ba%cf%8e%ce%bd-%ce%ba%cf%85%ce%bc%ce%ac%cf%84%cf%89%ce%bd-%cf%83%ce%b7%ce%bc%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9/

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Αστρονομική τιμή για ένα αντίτυπο του αριστουργήματος του Νεύτωνα. :cheesy:

Ένα αντίγραφο της πρώτης έκδοσης του Principia Mathematica, του μεγαλειώδους έργου του Νεύτωνα που χαρακτηρίστηκε από τον Αϊνστάιν «το μεγαλύτερο διανοητικό άλμα» της ιστορίας, έπιασε 3,7 εκατομμύρια δολάρια σε πλειστηριασμό του οίκου Christie's, και έγινε έτσι το ακριβότερο τυπωμένο επιστημονικό βιβλίο που έχει πουληθεί ποτέ.

Το Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας) δημοσιεύτηκε το 1687 και έθεσε τις βάσεις της κλασικής φυσικής: περιλαμβάνει μεταξύ άλλων τους νόμους της κίνησης και το νόμο της παγκόσμιας έλξης, ο οποίος περιγράφει τη βαρύτητα.

«Είναι ίσως το μεγαλύτερο διανοητικό άλμα που έχει μπορέσει άνθρωπος να κάνει» είχε πει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος έδωσε τον 20ό αιώνα μια νέα εικόνα για τη βαρύτητα με τη Γενική Σχετικότητα.

To αντίτυπο που δημοπρατήθηκε από τον οίκο Christie's στη Νέα Υόρκη είναι ένα από τα περίπου 80 αντίτυπα της πρώτης έκδοσης που προορίζονταν για την ηπειρωτική Ευρώπη, και διαφέρει σε ορισμένα σημεία από το αγγλικό πρωτότυπο.

Μόλις 400 αντίτυπα τυπώθηκαν στην πρώτη έκδοση. Η βρετανική Βασιλική Εταιρεία είχε ξεμείνει τότε από χρήματα, και το κόστος της εκτύπωσης καλύφθηκε από τον Έντμουντ Χάλεϊ του ομώνυμου κομήτη.

Σήμερα, το πρωτότυπο χειρόγραφο του Νεύτωνα βρίσκεται την κατοχή της Βασιλικής Εταιρείας, η οποία το θεωρεί «τον μεγαλύτερο θησαυρό της».

O οίκος Christie's εκτιμούσε αρχικά ότι το σπάνιο αντίτυπο θα έπιανε μόνο 400 με 700 χιλιάδες δολάρια, η τελική τιμή όμως ήταν 2,5 φορές υψηλότερη.

Ο αγοραστής παραμένει ανώνυμος.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500121124

D0BBC752FBB52E2B73D3992969C29A48.jpg.f0cdb34e5a81239e4d26a87beb5bed87.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

«Ο άνθρωπος από τις εννιά διαστάσεις» στο Πλανητάριο. :cheesy:

Στους επιστημονικούς κύκλους η λεγόμενη «θεωρία των πάντων» είναι κάτι σαν το Αγιο Δισκοπότηρο των απανταχού φυσικών. Πρόκειται για την υπόθεση ότι μόνο μία θεωρία μπορεί να περιγράψει τα βασικά δομικά συστατικά της ύλης και τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης σε μια ενιαία και συνεπή θεωρία.

Τη γοητευτική και μυστηριώδη θεωρία των πάντων φέρνει στο προσκήνιο το δραματοποιημένο ντοκιμαντέρ του Ιδρύματος Ευγενίδου «Ο άνθρωπος από τις 9 διαστάσεις», ο οποίος ενώ γνωρίζει «τα πάντα», δεν αποκαλύπτει τίποτα. Στην υπόθεση της ταινίας ο μυστηριώδης πρωταγωνιστής θέτει παράξενα ερωτήματα και προσκαλεί το κοινό σε ένα συναρπαστικό ταξίδι από το απειροελάχιστα μικρό έως την απεραντοσύνη του σύμπαντος και από τον τρισδιάσταστο χώρο που γνωρίζουμε στον περίεργο κόσμο των κρυφών διαστάσεων. Θα αποκαλύψει τα μυστικά του και ποια μπορεί να είναι η θεωρία των πάντων; Το ντοκιμαντέρ, που είναι παραγωγή του Εθνικού Μουσείου Αναδυόμενων Επιστημών και Καινοτομίας της Ιαπωνίας «Miraikan», συνδυάζει ζωντανές σκηνές δράσεις, εντυπωσιακά γραφικά αλλά και τις πλέον σύγχρονες τεχνικές οπτικοποίησης επιστημονικών δεδομένων, προκειμένου να γίνονται ευκολότερα κατανοητές οι θεωρίες και η επιστημονική ορολογία. «Ο άνθρωπος από τις 9 διαστάσεις» έχει αποσπάσει το βραβείο «Καλύτερης εκπαιδευτικής παραγωγής» από τον Διεθνή Οργανισμό Πλανηταρίων.

Το ντοκιμαντέρ θα προβληθεί μόνο την Τρίτη 20 Δεκεμβρίου σε δύο δωρεάν παραστάσεις, ώρες 6.30 μ.μ. και 8 μ.μ., με δελτία εισόδου τα οποία θα διατεθούν από τις 6 μ.μ. στο ταμείο του Πλανηταρίου. Η παράσταση προτείνεται για παιδιά από 10 ετών και άνω. Συγγρού 387

http://www.kathimerini.gr/888229/article/epikairothta/episthmh/o-an8rwpos-apo-tis-ennia-diastaseis-sto-planhtario

planitario-thumb-large.jpg.f3884bba9355d22db98acd7cf07cec1e.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Tα 10 σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα του 2016 σύμφωνα με το περιοδικό Science. :cheesy:

Η ανακοίνωση για την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, που έκαναν οι επιστήμονες των ανιχνευτών LIGO στις ΗΠΑ τον Φεβρουάριο, υπήρξε η επιστημονική ανακάλυψη της χρονιάς που φεύγει, σύμφωνα με ένα από τα κορυφαία στον κόσμο επιστημονικά περιοδικά, το «Science».

Τα βαρυτικά κύματα, οι «ρυτιδώσεις» του χωροχρόνου που ταξιδεύουν στο σύμπαν από μακρινές πηγές για να φθάσουν έως τη Γη, είχαν προβλεφθεί θεωρητικά από τον Αϊνστάιν πριν από περίπου ένα αιώνα και η ύπαρξή τους επιβεβαιώθηκε φέτος με μεγάλη καθυστέρηση. Τα πρώτα βαρυτικά κύματα που ανιχνεύθηκαν, όπως εκτιμάται, δημιουργήθηκαν από τη συγχώνευση δύο μεγάλων μαύρων οπών σε απόσταση 1,3 δισεκατομμυρίων ετών φωτός.

Τη λίστα (Top 10) με τα δέκα σημαντικότερα επιτεύγματα του 2016 συμπληρώνουν:

– Η ανακάλυψη από τους αστρονόμους ενός μικρού εξωπλανήτη που μοιάζει με τη Γη, γύρω από το κοντινότερο άστρο, τον Εγγύτατο του Κενταύρου.

– Η θριαμβευτική νίκη στη Ν. Κορέα του υπολογιστή AlphaGo της DeepMind (θυγατρικής της Google) επί του Νο 2 στον κόσμο παίκτη του πολύ δύσκολου επιτραπέζιου παιγνιδιού Go, δείχνοντας ότι η τεχνητή νοημοσύνη γίνεται όλο και πιο έξυπνη.

– Το ξανάνιωμα και η επέκταση της ζωής τρωκτικών μέσω κυτταρικών και γενετικών επεμβάσεων, δείχνοντας ότι η γήρανση μπορεί να αναστραφεί, τουλάχιστον εν μέρει.

– Η ανακάλυψη ότι (και) οι μεγάλοι πίθηκοι έχουν μια ικανότητα που έως τώρα θεωρείτο αποκλειστικά ανθρώπινο προνόμιο: να «διαβάζουν» το μυαλό των άλλων, κατανοώντας τις επιθυμίες και τις προθέσεις τους.

– Η δημιουργία πρωτεϊνών που δεν υπάρχουν στη φύση, κάτι που ανοίγει το δρόμο για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και νέων υλικών.

– Η ανάπτυξη από Ιάπωνες επιστήμονες, εμβρύων τρωκτικών από ωάρια που είχαν δημιουργηθεί στο εργαστήριο, δίνοντας νέο νόημα στον όρο «μωρά του σωλήνα» και ανοίγοντας τον δρόμο για την μελλοντική δημιουργία ανθρωπίνων ωαρίων κατά παραγγελία.

– Η ανακάλυψη, μετά από γενετικές αναλύσεις, ότι ένα μοναδικό κύμα μεταναστεύσεων των προγόνων μας από την Αφρική, πριν περίπου 70.000 χρόνια ήταν αρκετό για να «κατακτήσει» ο Homo sapiens όλη σχεδόν τη Γη.

– Η δημιουργία από τη βρετανική εταιρεία Oxford Nanopore Technologies μιας φορητής συσκευής αλληλούχισης του γονιδιώματος, η οποία επιτρέπει την εύκολη και γρήγορη ανάγνωση του DNA.

– Η δημιουργία του πρώτου φακού από μετα-υλικά, που χρησιμοποιεί το πλήρες φάσμα του ορατού φωτός, είναι φθηνός, ελαφρύς και λεπτός και μπορεί να φέρει επανάσταση σε μικροσκόπια και κάμερες.

Επειδή όμως, εκτός από τη γνώμη των ειδικών, μετράει και η γνώμη του…λαού, το «Science» ζήτησε από τους χιλιάδες αναγνώστες του να δώσουν διαδικτυακά τη δική τους βαθμολογία. Περίπου 225.000 «ψήφοι» ρίχτηκαν στην κάλπη και το αποτέλεσμα ήταν διαφορετικό όσον αφορά την πρώτη θέση.

Ως σημαντικότερη επιστημονική ανακάλυψη ψηφίστηκε η καλλιέργεια ανθρωπίνων εμβρύων στο εργαστήριο επί σχεδόν δύο εβδομάδες (43%) και ακολούθησαν η ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων (32%), η φορητή συσκευή ανάγνωσης του DNA (13%), η νίκη της τεχνητής νοημοσύνης του AlphaGo (7%) και η μερική αναστροφή της γήρανσης (5%).

Όσον αφορά τις αρνητικές για την επιστήμη εξελίξεις, το «Science» ως τέτοιες θεωρεί την καταπίεση και τις επιλεκτικές διώξεις ακαδημαϊκών, επιστημόνων και ερευνητών στην Τουρκία από το καθεστώς του Ταγίπ Ερντογάν, τη διάλυση της «φούσκας» της αμερικανικής εταιρείας Theranos της Σίλικον Βάλεϊ που είχε -εις μάτην- υποτεθεί να φέρει επανάσταση στις διαγνωστικές εξετάσεις αίματος με μια νέα συσκευή, καθώς και τις επιδεινούμενες σχέσεις του ολοένα πιο συντηρητικού αμερικανικού Κογκρέσου με την επιστημονική κοινότητα των ΗΠΑ.

Περιοχές που αναμένεται να τραβήξουν το επιστημονικό ενδιαφέρον το 2017, θεωρούνται η (με πολλά ερωτηματικά) στάση της νέας κυβέρνησης Τραμπ απέναντι στα επιστημονικά θέματα, η καλλιέργεια και ανάπτυξη ανθρωπίνων εμβρύων στο εργαστήριο, για πρώτη φορά πάνω από δύο εβδομάδες (οπότε αρχίζουν να σχηματίζονται τα πρώτα όργανα), τα αποτελέσματα των πρώτων εμβολίων για τον ιό Ζίκα και η αναζήτηση του -ακόμη υποθετικού- πλανήτη Εννέα ή πλανήτη Χ στο ηλιακό μας σύστημα.

http://physicsgg.me/2016/12/23/t%ce%b1-10-%cf%83%ce%b7%ce%bc%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%b9%ce%ba%cf%8c%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%b1-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%83%cf%84%ce%b7%ce%bc%ce%bf%ce%bd%ce%b9%ce%ba%ce%ac-%ce%b5%cf%80%ce%b9%cf%84%ce%b5%cf%8d/

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Τι περιμένουμε στην Επιστήμη το 2017 σύμφωνα με το Science. :cheesy:

Από την απειλή του Ντόναλντ Τραμπ να αποσυρθεί από τη συμφωνία για το κλίμα, μέχρι την προσπάθεια να φωτογραφίσουν τον ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας, το κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Science παραθέτει τις εξελίξεις που μπορούμε να περιμένουμε τη νέα χρονιά.

Τρικυμία για το κλίμα

Αν οι ΗΠΑ αποχωρήσουν από τη Συμφωνία του Παρισιού για το κλίμα, όπως έχει υποσχεθεί ο εκλεγμένος πρόεδρος Ντόναλντ Τραμπ, η Κίνα, πλέον ο μεγαλύτερος ρυπαντής του κόσμου, θα κληθεί να αναλάβει ηγετικό ρόλο στη διεθνή προσπάθεια. Φέτος, το Πεκίνο αναμένεται να ενεργοποιήσει μια εγχώρια αγορά δικαιωμάτων εκπομπής αερίων του θερμοκηπίου. Οι παγκόσμιες εκπομπές τείνουν να σταθεροποιηθούν τα τελευταία χρόνια, και το 2017 θα μπορούσαν ακόμα και να πέσουν.

Πολιτικό χανγκόβερ

Το 2017 θα αναδειχθούν οι πραγματικές συνέπειες από την εκλογή του Ντόναλντ Τραμπ, ο οποίος δεν αποκλείεται να καταργήσει τις κλιματικές έρευνες της NASA και να απαγορεύσει τη χρήση ανθρώπινων εμβρυακών βλαστοκυττάρων στην έρευνα. Τον Μάρτιο, η Βρετανία ξεκινά διαπραγματεύσεις για την αποχώρησή της από την ΕΕ, η οποία θα μπορούσε να έχει τεράστιες συνέπειες στην έρευνα.

Επιστροφή στον αποστολέα

Το 2017, η αποστολή Chang'e-5 της Κίνας θα φέρει στη Γη τα πρώτα δείγματα εδάφους από τη Σελήνη από τη δεκαετία του 1970. Και τον Σεπτέμβριο, η αποστολή Cassini της NASA θα περάσει μέσα από τα δαχτυλίδια του Κρόνου και θα τερματιστεί με βουτιά αυτοκτονίας στον γιγάντιο πλανήτη.

Εσωτερικός κόσμος

Το νέο έτος αναμένονται πολλές ακόμα έρευνες για το ρόλο του λεγόμενου μικροβιώματος -όλων των μικροβίων και ιών που ζουν πάνω και μέσα μας- στην ανθρώπινη ανάπτυξη, τον καρκίνο, τις πρόωρες γεννήσεις, τις φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου και τον διαβήτη τύπου ΙΙ.

Γενετικός ανταγωνισμός

Η αμερικανική δικαιοσύνη θα μπορούσε να εκδικάσει το 2017 τη διαμάχη για τις πατέντες του CRISPR, μιας επαναστατικής τεχνολογίας γενετικών παρεμβάσεων που θα μπορούσε να αποφέρει δισεκατομμύρια σε κέρδη. Στη Βρετανία, οι κλινικές υποβοηθούμενης αναπαραγωγής θα μπορούν να ζητούν άδεια για μια αμφιλεγόμενη τεχνική αντικατάστασης των μιτοχονδρίων, η οποία δίνει μωρά με DNA από τρεις γονείς.

Κβαντική υπεροχή

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν για πρώτη φορά να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς που θα ήταν αδύνατοι ακόμα και για τους καλύτερους κβαντικούς υπερυπολογιστές. Η Google συνεργάζεται με την καναδική D-Wave, ενώ η Microsoft ετοιμάζεται να απαντήσει με μια την εναλλακτική προσέγγιση των «τοπολογικών» κβαντικών υπολογιστών, η οποία ενδέχεται να αποδειχθεί ανώτερη.

Φωτίζοντας το σκοτάδι

Τον Απρίλιο, διεθνής ομάδα ερευνητών θα χρησιμοποιήσει ταυτόχρονα εννέα ραδιοτηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο για να παρατηρήσει για πρώτη φορά τον ορίζοντα των γεγονότων γύρω από μια μαύρη τρύπα -το όριο απόστασης πέρα από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να επιστρέψει. Το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων θα βάλει στο στόχαστρο τη μαύρη τρύπα που κρύβεται στην καρδιά του Γαλαξία μας.

Θαυματουργά υλικά

Λεπτά, φθηνά φωτοβολταϊκά συστήματα αναμένεται να περάσουν φέτος από τα εργαστήρια στη βιομηχανική παραγωγή. Η αποδοτικότητα των φωτοβολταϊκών που βασίζονται στο ορυκτό περοβσκίτη έχει αυξηθεί θεαματικά τα τελευταία χρόνια, όμως οι ερευνητές μόλις τώρα αρχίζουν να αντιμετωπίζουν τα προβλήματα τοξικότητας και αστάθειας του υλικού.

Απέραντο γαλάζιο

Τον Δεκέμβριο, το μεγαλύτερο θαλάσσιο καταφύγιο του κόσμου δημιουργείται επίσημα στη Θάλασσα του Ρος έξω από την ευαίσθητη Ανταρκτική. Σε διαφορετικό σημείο της λευκής ηπείρου, ένα γιγάντιο παγόβουνο αναμένεται να αποσπαστεί από την κρηπίδα πάγου Larsen C.

Τα Τ-κύτταρα αντεπιτίθενται

Δύο εταιρείες, η Novartis και η Kita Pharma, θα μπορούσαν να λάβουν άδεια το 2017 για μια πρώτη στο είδος της ανοσοθεραπεία για τον καρκίνο με την ονομασία CAR-T. Κύτταρα που απομονώνονται από το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενή τροποποιούνται γενετικά και επιστρέφονται στην κυκλοφορία για να επιτεθούν στον καρκίνο. Η πειραματική θεραπεία έχει παρενέργειες, θα μπορούσε όμως να αποδειχθεί αποτελεσματική σε λεμφώματα και λευχαιμίες.

Πλανήτης Εννέα

Νέες παρατηρήσεις στο Ηλιακό Σύστημα θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη του περίφημου Πλανήτη 9, ο οποίος αν υπάρχει βρίσκεται τόσο μακριά ώστε χρειάζεται 20.000 χρόνια για να ολοκληρώσει μια περιφορά γύρω από τον Ήλιο. Έμμεσες ενδείξεις για την ύπαρξή του ήρθαν στο φως το 2016. Επιπλέον, το νέο τηλεσκόπιο TESS της NASA θα εκτοξευτεί τον Δεκέμβριο για να αναζητήσει πλανήτες σε άλλα άστρα.

Στην φωτογραφία μια ρωγμή πλάτους 100 μέτρων στην κρηπίδα πάγου Larsen C της Ανταρκτικής προμηνύει τη γέννηση ενός γιγάντιου παγόβουνου.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500122187

2AB019BD0E2AAAEB0FA9D9912F18F5F1.jpg.f707459ea01acc027d3d4c60b5552b63.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ποιος είναι ο χρόνος ζωής του πρωτονίου; :cheesy:

Eπί 20 χρόνια, οι φυσικοί στην Ιαπωνία παρακολουθούν μια γιγαντιαία δεξαμενή καθαρού νερού, σε ένα εγκαταλειμμένο ορυχείο ψευδαργύρου, 250 χιλιόμετρα νοτιο-δυτικά του Τόκιο, ελπίζοντας ότι θα δουν την διάσπαση των πρωτονίων.

Πρόκειται για το πείραμα Super-Kamiokande (ή Super-K) που βασίζεται σ’ έναν τεράστιο ανιχνευτή κατασκευασμένο 1000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της Γης που διαθέτει μια δεξαμενή γεμάτη με 50.000 τόνους υπερ-καθαρού νερού. Το νερό είναι τόσο καθαρό που οι φωτεινές ακτίνες ταξιδεύουν 70 μέτρα μέχρι η έντασή τους να μειωθεί στο μισό, όταν στο νερό μιας συνηθισμένης πισίνας αυτό συμβαίνει μετά από μερικά μέτρα. Περισσότεροι από 11.000 φωτοανιχνευτές είναι τοποθετημένοι στα πλάγια, στο πάνω και κάτω μέρος της δεξαμενής και σκοπό έχουν μετρήσουν τις ασθενείς εκλάμψεις φωτός που θα οφείλονται στην διάσπαση των πρωτονίων.

Εν τω μεταξύ, ο ανιχνευτής Super-K κέρδισε ένα βραβείο Νόμπελ για μια διαφορετική ανακάλυψη που σχετίζεται με τα σωματίδια που ονομάζονται νετρίνα. Αλλά η ερευνητική ομάδα που αναζητά τις διασπάσεις των πρωτονίων περιμένει ακόμα. H διάσπαση των πρωτονίων θα επιβεβαιώσει την υπόθεση ότι οι τρεις από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης διαχωρίστηκαν από μια ενιαία δύναμη, την μια θεμελιώδη δύναμη που υπήρχε στην αρχή του χρόνου.

«Μέχρι στιγμής, δεν έχουμε δει στα δεδομένα μας την διάσπαση του πρωτονίου», δηλώνει ο Makoto Miura του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ο οποίος ηγείται της ερευνητικής ομάδας που αναζητά την διάσπαση των πρωτονίων στο πείραμα του Super-Kamiokande.

Ενώ σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων το πρωτόνιο θεωρείται σταθερό σωματίδιο, οι Μεγάλες Θεωρίες Ενοποίησης (Grand Unified Theories, συντομογραφικά GUTs) που ενοποιούν τις ισχυρές, τις ασθενείς και τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις, κάνουν μια σειρά από προβλέψεις για το ποιος είναι ο χρόνος ζωής του πρωτονίου.

Η τελευταία ανάλυση του πειράματος Super-K διαπιστώνει ότι τα πρωτόνια πρέπει να ζουν, κατά μέσο όρο, τουλάχιστον 16∙1033 έτη, μια αύξηση από την ελάχιστη διάρκεια ζωής πρωτονίων των 13∙1033 ετών που είχε υπολογιστεί το 2012. Τα ευρήματα, που κυκλοφόρησαν τον Οκτώβριο και είναι προς δημοσίευση στο περιοδικό Physical Review D, αποκλείουν ένα μεγαλύτερο εύρος στον προβλεπόμενο χρόνο ζωής των πρωτονίων από τις διάφορες GUTs και κάνουν την αγαπημένη υπόθεση της δεκαετίας του 1970, την υπόθεση της Μεγάλης Ενοποίησης ως ένα άπιαστο και αναπόδεικτο όνειρο. «Μέχρι στιγμής ο πιο πιθανός τρόπος για να ελέγξει κανείς αυτή την ιδέα είναι η διάσπαση πρωτονίων», δήλωσε ο Stephen Barr, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Delaware.

Η διάσπαση του πρωτονίου αποτελεί την απόδειξη ότι οι δυνάμεις που κυβερνούν τα στοιχειώδη σωματίδια είναι στην πραγματικότητα τα θραύσματα μιας ενιαίας «μεγάλης ενοποιημένης» δύναμης. Καθώς τείνουμε προς τις υψηλότερες ενέργειες, οι τιμές της ισχύος των τριών δυνάμεων (ηλεκτρομαγνητική, ασθενής, ισχυρή) φαίνεται να συγκλίνουν και οι μαθηματικές δομές τους υποδεικνύουν την ένταξη σε ένα μεγαλύτερο σύνολο, όπως το σχήμα των ηπείρων της Γης υπαινίσσεται την αρχαία υπερ-ήπειρο Παγγαία: «Υπάρχουν αυτά τα κομμάτια και ταιριάζουν μεταξύ τους τόσο τέλεια» λέει ο Barr, «Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι δεν μπορεί να είναι μια σύμπτωση.»

Αν οι δυνάμεις ήταν πράγματι μία δύναμη κατά την «εποχή της μεγάλης ενοποίησης», 10-34 δευτερόλεπτα από τον σχηματισμό του σύμπαντος, τότε τα σωματίδια που έχουν πλέον διαφορετικές αποκρίσεις στις τρεις δυνάμεις θα ήταν συμμετρικά και εναλλάξιμα, όπως οι έδρες ενός κρυστάλλου. Καθώς το σύμπαν ψυχόταν, αυτές οι συμμετρίες έσπασαν, όπως θρυμματίζεται το κρύσταλλο, εισάγοντας τα διακριτά σωματίδια και την πολυπλοκότητα που βλέπουμε στο σύμπαν σήμερα.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων τεσσάρων δεκαετιών, οι φυσικοί έχουν προτείνει μια ποικιλία μοντέλων GUT που περιγράφουν τις πιθανές αρχικές συμμετρικές διατάξεις των σωματιδίων. Ανακαλύπτοντας ποιο μοντέλο είναι σωστό, δεν αποκαλύπτουμε μόνο την υποκείμενη μαθηματική δομή των νόμων της φύσης (και το πώς θα μπορούσε να συμβιβαστεί με την τέταρτη δύναμη, την βαρύτητα), αλλά επίσης και το ποια άλλα σωματίδια μπορεί να υπάρχουν, εκτός από αυτά που γνωρίζουμε. Αυτό με τη σειρά του θα μπορούσε δώσει λύσεις σε άλλα βαθιά μυστήρια της φυσικής, όπως η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης στο σύμπαν και οι ανεξήγητες μάζες των νετρίνων.

«Το όνειρό μας, φυσικά, είναι να έχουμε μια ενοποιημένη θεωρία των πάντων», δηλώνει ο Δημήτρης Νανόπουλος, ο οποίος ως γνωστόν επινόησε τον όρο GUT.

Για να αναπαράγουμε στο εργαστήριο την απευθείας συγχώνευση των δυνάμεων απαιτείται μια σχεδόν «άπειρη» ποσότητα ενέργειας. Ευτυχώς όμως, η μεγάλη ενοποίηση θα έπρεπε να αφήνει ένα αμυδρό ίχνος στο σύμπαν σήμερα. Όλα τα μοντέλα GUT υποθέτουν ότι τα κουάρκ, οι θεμελιώδεις δομικές μονάδες των πρωτονίων και των νετρονίων, αρχικά δεν διακρίνονταν από τα λεπτόνια, την τάξη των σωματιδίων που περιλαμβάνει τα ηλεκτρόνια. Λόγω της κβαντικής αβεβαιότητας, η μεγάλη ενοποιημένη δύναμη που συνδέεται μ’ αυτή την θεμελιώδη συμμετρία θα πρέπει περιστασιακά να επανεμφανίζεται αυθόρμητα, μορφοποιώντας ένα κουάρκ ή αντικουάρκ σε ένα αντίστοιχο λεπτόνιο ή αντιλεπτόνιο. Όταν αυτό συμβαίνει σε ένα από τα κουάρκ στο εσωτερικό του πρωτονίου, το πρωτόνιο διασπάται, εκπέμποντας ένα ανιχνεύσιμο φλας ακτινοβολίας. Αυτό είναι που περιμένουν να δουν οι φυσικοί στο πείραμα Super-Kamiokande (και τα νετρόνια διασπώνται με παρόμοιο τρόπο – αλλά συντομογραφικά το φαινόμενο αναφέρεται πάλι ως διάσπαση πρωτονίου).

Το όνειρο της Μεγάλης Ενοποίησης ξεκίνησε το 1974, όταν ο μετέπειτα νομπελίστας Sheldon Glashow, τώρα στο Πανεπιστήμιο της Βοστόνης, και ο Howard Georgi, τώρα στο Χάρβαρντ, ανακάλυψαν ότι οι μαθηματικές ομάδες συμμετρίας γνωστές ως SU(3), SU(2) και U(1), οι οποίες αντιστοιχούν, διαδοχικά, στις ισχυρές, στις ασθενείς και στις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και όλες μαζί αποτελούν το «Καθιερωμένο Πρότυπο» της σωματιδιακής φυσικής, μπορούν να ενσωματωθούν σε μια ενιαία, μεγαλύτερη ομάδα των συμμετριών η οποία σχετίζεται με όλα τα γνωστά σωματίδια: την SU (5). «Σκεφτόμασταν ότι ήταν η απόλυτη ομορφιά», θυμάται ο Glashow.

Η πεπερασμένη ζωή του πρωτονίου που προβλεπόταν από την πρώτη και πιο απλή GUT, μαζί με τους χρόνους ζωής που προέβλεπαν κι άλλα μοντέλα που ακολούθησαν, έχουν ήδη αποκλειστεί. Το όριο που θέτει σήμερα το πείραμα Super-Kamiokande περιορίζει κι άλλο τις προβλέψεις των μοντέλων GUTs που επιβιώνουν μέχρι σήμερα.

Ο Barr, ένας από τους δημιουργούς μιας θεωρίας GUT, της επονομαζόμενης «flipped SU (5)», που είναι ακόμα ζωντανή, συγκρίνει την κατάσταση με την αναμονή του (της) συζύγου σας στο σπίτι. «Αν αργήσει 10 λεπτά, θα υπάρχει μια απλή εξήγηση για αυτό. Για μία ώρα καθυστέρηση, ίσως οι εξηγήσεις να είναι λιγότερο πειστικές. Αν καθυστερεί οκτώ ώρες … τότε θα αρχίσετε να ανησυχείτε για το χειρότερο, ότι ίσως ο (η) σύζυγός σας να είναι νεκρός. Έτσι, το ζητούμενο είναι, από ποιο σημείο και μετά θα λέμε ότι θεωρία μας είναι νεκρή;»

Αυτή τη στιγμή, συνεχίζει, «βρισκόμαστε μάλλον στο σημείο όπου ο σύζυγος καθυστερεί 10 λεπτά ή το πολύ μια ώρα. Συνεπώς είναι ακόμα απολύτως εύλογο η μεγάλη ενοποίηση να είναι σωστή. »

Εάν η μεγάλη ενοποίηση είναι πράγματι σωστή, αυτό σημαίνει ότι οι θεμελιώδεις συμμετρίες που υπήρχαν στην αρχή του σύμπαντος, στη συνέχεια έσπασαν καθώς η θερμοκρασία μειώθηκε, όπως ακριβώς συμβαίνει με το νερό, το οποίο ενώ φαίνεται να είναι το ίδιο προς κάθε κατεύθυνση, όταν ψύχεται και γίνεται πάγος αποκτά διακριτές κατευθύνσεις.

Πάρτε την SU(3), το σύνολο των συμμετριών που αντιστοιχεί στην ισχυρή δύναμη (η οποία κολλάει τα κουάρκ μεταξύ τους, για να σχηματιστούν τα πρωτόνια και άλλα σύνθετα σωματίδια). Αυτή η ομάδα συμμετρίας περιλαμβάνει τον κανόνα ότι τα «πάνω κουάρκ» (ένα από τα έξι είδη κουάρκ) εμφανίζονται με τρία διαφορετικά φορτία – ονομάζονται κόκκινο, μπλε και πράσινο – που μπορούν να εναλλάσσονται. Δηλαδή, αν αλλάξουμε όλα τα κόκκινα κουάρκ του σύμπαντος με τα μπλε, όλα τα μπλε με πράσινα και όλα τα πράσινα με κόκκινα, κανείς δεν θα μπορούσε να το καταλάβει. Τα «κάτω» κουάρκ και όλα τα άλλα κουάρκ εμφανίζονται σε τέτοιες συμμετρικές τριάδες, που μοιάζουν με τις πλευρές ενός ισοπλεύρου τριγώνου. Τα γλοιόνια, τα οκτώ σωματίδια που μεταφέρουν την ισχυρή δύναμη, μπορούν να θεωρηθούν ως οι περιστροφείς αυτών των τριγώνων.

Εν τω μεταξύ, οι συμμετρίες SU(2) που συνδέονται με την ασθενή δύναμη (η οποία είναι υπεύθυνη για την βήτα ραδιενεργό διάσπαση) περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, μια συμμετρία μεταξύ των πάνω κουάρκ και κάτω κουάρκ. Εναλλάξτε όλα τα πάνω με τα κάτω κουάρκ στις εξισώσεις που περιγράφουν την ασθενή δύναμη, «και πάλι, κανείς δεν πρόκειται ποτέ να καταλάβει ότι το έχετε κάνει», λέει ο Νανόπουλος.

Οι θεωρίες της μεγάλης ενοποίησης όπως η SU(5) περιλαμβάνουν όλες τις συμμετρίες των SU(3), SU(2) και U(1) και προσθέτουν νέες στο μίγμα. Για παράδειγμα, η SU(5) συνδέει τα κουάρκ και αντικουάρκ μαζί με τα λεπτόνια και αντιλεπτόνια σε “πεντάδες”, που είναι σαν τις ίδιες πλευρές ενός κανονικού πενταγώνου. Τα σωματίδια που μεταφέρουν τις ισχυρές, τις ασθενείς και τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις είναι ταυτόσημα σε αυτή τη μεγαλύτερη μαθηματική δομή. Και τα 12 από αυτά, μαζί με μια επιπλέον δωδεκάδα που προκύπτει με φυσικό τρόπο, μεταφέρουν την μια «μεγάλη ενοποιημένη» δύναμη.

Όταν ανακάλυψαν το μοντέλο SU (5) μοντέλο οι Glashow και Georgi συνειδητοποίησαν ότι οι 12 επιπλέον φορείς της δύναμης που υπάρχουν στην δομή της SU(5) θα προκαλέσει διάσπαση του πρωτονίου. Όταν η SU(5) έσπασε στα τρία κομμάτια που βλέπουμε σήμερα, οι 12 από τους αρχικούς φορείς της δύναμης πήραν την σημερινή μορφή τους, αλλά η άλλη δωδεκάδα, αντί να εξαφανιστεί, έγινε απλώς εξαιρετικά βαριά και ασθενής. Αυτά τα φαντάσματα-φορείς δύναμης κατά καιρούς θα εμφανίζονται και θα εναλλάσσουν ένα κουάρκ με ένα λεπτόνιο. O Georgi και άλλοι υπολόγισαν ότι αν το μοντέλο SU(5) είναι σωστό, τότε κατά μέσο όρο το πρωτόνιο (το οποίο αποτελείται από τρία κουάρκ) θα αποσυντεθεί σε 1029 χρόνια.

Αυτή η πρόβλεψη διαψεύστηκε στη δεκαετία του 1980 τόσο από το πείραμα Irvine-Michigan-Brookhaven και το πείραμα Kamiokande, τον προκάτοχο του πειράματος Super-K. Και το 1996 το πείραμα Super-K απέκλεισε οριστικά την SU(5).

Η κατάσταση έχει γίνει από τότε αρκετά περίπλοκη. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η SU(5) ήταν η απλούστερη δυνατή, οι ερευνητές βρήκαν μια ποικιλία από άλλες ομάδες συμμετρίας όπου όλα τα υπάρχοντα σωματίδια μπορούν να ενσωματωθούν σ’ αυτές, με επιπλέον χαρακτηριστικά και τις μεταβλητές που θα μπορούσαν να προβλέπουν μεγαλύτερο ή μικρότερο χρόνο ζωής των πρωτονίων. Μερικά από αυτά τα μοντέλα προσθέτουν μια επιπλέον συμμετρία, που ονομάζεται «υπερσυμμετρία» , η οποία διπλασιάζει τον αριθμό των σωματιδίων. Άλλα μοντέλα, όπως η «flipped SU(5)», με τις δικές της εναλλαγές δημιουργεί επίσης μια επιπλέον συμμετρία. Το μοντέλο αυτό και παραλλαγές του προτάθηκαν από τους Stephen Barr, Δημήτρη Νανόπουλο, Ιγνάντιο Αντωνιάδη, John Ellis και John Hagelin (ο τελευταίος αποτελεί μιά από τις πιο αμφιλεγόμενες μορφές στον χώρο της φυσικής, εξαιτίας της ενασχόλησής του με τον υπερβατικό διαλογισμό του Μαχαρίσι, τον οποίο προσπάθησε ατυχώς να συνδέσει με τις GUTs και την Υπερσυμμετρία).

Τα τελευταία αποτελέσματα του Super-Κ, θέτουν το κατώτερο όριο για τη διάρκεια ζωής του πρωτονίου ακριβώς πάνω από 1034 χρόνια, το οποίο βρίσκεται στην περιοχή των προβλέψεων πολλών θεωριών – μεταξύ των οποίων και η «flipped SU(5)», η οποία προβλέπει ότι για να διασπαστούν τα πρωτόνια χρειάζονται 1034 μέχρι 1036 χρόνια. «Είμαι πολύ ενθουσιασμένος για αυτό», δήλωσε ο Νανόπουλος, ένας από τους ερευνητές που παρουσίασαν το μοντέλο αυτό, στις αρχές του 1980.

Αλλά ενώ το πείραμα Super-K θα μπορούσε ξαφνικά να χτυπήσει φλέβα χρυσού στα αμέσως επόμενα χρόνια και να επιβεβαιώσει ένα από αυτά τα μοντέλα, θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει για άλλα 20 χρόνια, πλησιάζοντας το κατώτερο όριο για τη διάρκεια ζωής του πρωτονίου, χωρίς να αποκλείει οριστικά κάποιο από τα μοντέλα.

Η Ιαπωνία εξετάζει την κατασκευή ενός ανιχνευτή κόστους 1 δισεκατομμυρίου δολαρίων που θα ονομάζεται Hyper-Kamiokande, ο οποίος θα είναι 8 έως 17 φορές μεγαλύτερος από το Super-K και θα μπορούσε να μετρήσει μετά από δύο δεκαετίες χρόνους ζωής πρωτονίων της τάξης των 1035 ετών. Μπορεί να αρχίσετε να βλέπετε ψήγματα των διασπάσεων. Ή μπορεί και όχι. «Θα μπορούσαμε να είμαστε άτυχοι,» δήλωσε ο Barr. «Θα μπορούσαμε να κατασκευάσουμε τον μεγαλύτερο ανιχνευτή που είναι δυνατό να κατασκευαστεί και η διάσπαση των πρωτονίων να είναι λίγο πιο αργή και να μην ανιχνευτεί»

Αλλά δεν έχει σημασία πόσο μεγάλος είναι ο ανιχνευτής, γιατί όλο και πιο ακραία μοντέλα GUT θα μπορούσαν να κατασκευαστούν, τα οποία θα ήταν αδύνατον να ελεγχθούν πειραματικά – όπως οι ομάδες συμμετρίας Ε6 ή Ε8, των οποίων πολλές παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν έτσι ώστε τα πρωτόνια να ζουν «όσο θέλουμε» . Ένα από αυτά τα μοντέλα θα μπορούσε να είναι το σωστό, αλλά κανείς δεν θα το μάθει ποτέ. «Οι άνθρωποι μπορούν να κατασκευάσουν μοντέλα με υψηλότερες συμμετρίες, προσπαθώντας να αποφύγουν την διάσπαση πρωτονίων», δήλωσε ο Νανόπουλος. «Εντάξει, μπορείς να το κάνεις, αλλά … δεν θα μπορείς να το δείξεις στη μητέρα σου κοιτώντας την στα μάτια.»

Ο πρώτος διδάξας των GUTs, ο Sheldon Glashow, έχασε την πίστη του στην όλη υπόθεση, όταν η SU(5) αποκλείστηκε, δηλώνοντας ότι «η διάσπαση του πρωτονίου ήταν μια αποτυχία … έτσι έχουν πεθάνει πολλές μεγάλες ιδέες».

Στην πραγματικότητα όμως τίποτε δεν έχει τελειώσει ακόμα όσον αφορά τα πειράματα για τον προσδιορισμό της διάσπασης των πρωτονίων, παρά το γεγονός ότι πολλοί φυσικοί, όχι μόνο έμαθαν να απαντούν στην ερώτηση «ποιος είναι ο χρόνος ζωής του πρωτονίου;» , αλλά και να βγάζουν ως αποτέλεσμα όποιο νούμερο επιθυμούν!

http://physicsgg.me/2016/12/23/%cf%80%ce%bf%ce%b9%ce%bf%cf%82-%ce%b5%ce%af%ce%bd%ce%b1%ce%b9-%ce%bf-%cf%87%cf%81%cf%8c%ce%bd%ce%bf%cf%82-%ce%b6%cf%89%ce%ae%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%80%cf%81%cf%89%cf%84%ce%bf%ce%bd%ce%af%ce%bf/

protonfate_615.thumb.png.617dab5226d16269b33ff23858288cdb.png

proto-decay.png.c764501b6f2450343aef17cd3bba5d0a.png

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

H Lise Meitner ανακαλύπτει την πυρηνική σχάση … στις διακοπές των Χριστουγέννων του 1938. :cheesy:

Τον Δεκέμβριο του 1938, κατά την διάρκεια των διακοπών των Χριστουγέννων, οι φυσικοί Lise Meitner και Otto Frisch έκαναν μια εντυπωσιακή ανακάλυψη η οποία έφερε επανάσταση στην πυρηνική φυσική και οδήγησε στην πυρηνική βόμβα αλλά και τους πυρηνικούς αντιδραστήρες παραγωγής ενέργειας.

Προσπαθώντας να εξηγήσουν τα μυστηριώδη πειραματικά αποτελέσματα του Otto Hahn στο Βερολίνο, η Meitner και ο Frisch συνειδητοποίησαν ότι αυτό που μέχρι τότε θεωρούνταν αδύνατο συνέβη πραγματικά: ο πυρήνας του ουρανίου χωρίστηκε σε δυο «κομμάτια» .

Η Lise Meitner γεννήθηκε στη Βιέννη το 1878. Μεγάλωσε σε μια οικογένεια διανοούμενων, σπούδασε φυσική στο πανεπιστήμιο της Βιέννης και ολοκλήρωσε το διδακτορικό της το 1906. Ως γυναίκα, η μόνη θέση που ήταν διαθέσιμη εκείνη την εποχή ήταν καθηγήτρια σε κάποιο σχολείο. Έτσι, το 1907 πήγε στο Βερολίνο για να ασχοληθεί με την έρευνα στον τομέα των φυσικών επιστημών. Η Meitner παρότι ήταν εκ φύσεως ντροπαλή, γρήγορα έγινε φίλη και συνεργάτης του χημικού Otto Hahn. Το 1912 προσελήφθη στο νέο-ιδρυθέν ινστιτούτο Χημείας Kaiser Wilhelm.

Κατά την διάρκεια του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου η Meitner εργάστηκε εθελοντικά στον αυστριακό στρατό, ως νοσοκόμα στις ακτινογραφίες. Όταν επέστρεψε στο Βερολίνο τοποθετήθηκε επικεφαλής του τμήματος φυσικής στο ινστιτούτο Kaiser Wilhelm, όπου έκανε έρευνα στην πυρηνική φυσική.

Μετά την ανακάλυψη του νετρονίου, το 1932, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι διαθέτουν ένα καλό «εργαλείο» που θα τους βοηθήσει να εξερευνήσουν τους ατομικούς πυρήνες. Το 1934 ο Enrico Fermi βομβαρδίζοντας το ουράνιο με νετρόνια νόμισε ότι δημιούργησε τα πρώτα στοιχεία που ήταν βαρύτερα από το ουράνιο.

Μάλιστα για την λανθασμένη αυτή «ανακάλυψη» βραβεύθηκε με το Νόμπελ φυσικής το 1938!

Οι περισσότεροι επιστήμονες πίστευαν ότι χτυπώντας έναν μεγάλο πυρήνα όπως το ουράνιο με ένα νετρόνιο θα μπορούσαν να προκαλέσουν μόνο μικρές αλλαγές στον αριθμό των νετρονίων ή πρωτονίων. Ωστόσο, μια χημικός, η Ida Noddack , επεσήμανε ότι ο Fermi δεν είχε εξετάσει το ενδεχόμενο στις αντιδράσεις του, το ουράνιο να έχει διασπαστεί σε ελαφρύτερα στοιχεία, αν και δεν πρότεινε κάποια θεωρητική βάση για το πως θα μπορούσε αυτό να συμβεί. Η δημοσίευσή της αγνοήθηκε, και κανείς, ούτε η ίδια η Noddack, δεν ασχολήθηκε στη συνέχεια με αυτή την ιδέα.

Ακολουθώντας την εργασία του Fermi, η Meitner και ο Hahn, μαζί με τον Fritz Strassmann, άρχισαν να βομβαρδίζουν το ουράνιο και άλλα στοιχεία με νετρόνια και ταυτοποίησαν τα διαδοχικά προϊόντα των διασπάσεων. Ο Hahn πραγματοποιούσε ακριβείς χημικές αναλύσεις και η Meitner, η φυσικός, εξηγούσε την πυρηνική διαδικασία που λάμβανε χώρα.

Η Meitner που είχε εβραϊκή καταγωγή, εργάστηκε στο ινστιτούτο Kaiser Wilhelm μέχρι τον Ιούλιο του 1938, το οποίο αναγκάστηκε να εγκαταλείψει εξαιτίας των ναζί. Η έρευνα ήταν ολόκληρη η ζωή της, και προσπάθησε να προστατέψει τη θέση της όσο το δυνατόν περισσότερο, αλλά όταν έγινε ξεκάθαρο πως βρίσκεται σε κίνδυνο, έφυγε βιαστικά από την Γερμανία, μόνο με δυο μικρές βαλίτσες.

Εγκαταστάθηκε στην Στοκχόλμη, και εργάστηκε στο Ινστιτούτο φυσικής Νόμπελ, αλλά εκεί διέθετε ελάχιστους πόρους για έρευνα και αισθανόταν ανεπιθύμητη και απομονωμένη. Διατηρούσε αλληλογραφία με τον Hahn και συνέχισε να τον συμβουλεύει σχετικά με τα κοινά ερευνητικά τους ενδιαφέροντα.

Τον Δεκέμβριο του 1938, οι Hahn και Strassmann συνεχίζοντας τα πειράματά τους, βομβαρδίζοντας το ουράνιο με νετρόνια, ανακάλυψαν ισότοπα του Βαρίου μεταξύ των προϊόντων της διάσπασης. Δεν μπορούσαν όμως να δώσουν κάποια ερμηνεία, γιατί θεωρούσαν πως ένα ελάχιστο σωματίδιο όπως το νετρόνιο δεν θα μπορούσε να διασπάσει στα δύο έναν τεράστιο πυρήνα, όπως του ουρανίου. Έτσι, ο Hahn έστειλε επιστολή προς την Meitner περιγράφοντας το μυστηριώδες εύρημα.

Κατά τη διάρκεια των διακοπών των Χριστουγέννων, η Meitner είχε μια επίσκεψη από τον ανιψιό της Otto Frisch, έναν φυσικό που εργαζόταν στην Κοπεγχάγη, στο ινστιτούτο του Niels Bohr, στον οποίο κοινοποίησε την επιστολή του Hahn. Γνώριζαν ότι ο Hahn ήταν πολύ καλός χημικός και δεν είχε κάνει λάθος, αλλά τα αποτελέσματά του ήταν ακατανόητα. Η Meitner και ο Otto Frisch, έκαναν έναν περίπατο στο χιόνι και συζήτησαν για το ζήτημα αυτό. Εκεί ήταν όπου η Meitner πρότεινε την εικόνα του πυρήνα σαν μια σταγόνα νερού, σύμφωνα με το μοντέλο που είχε προταθεί νωρίτερα από έναν ρώσο φυσικό, τον George Gamow και αναπτύχθηκε περαιτέρω από τον Bohr. Ο Frisch, οπτικοποίησε το πρόβλημα, σχεδιάζοντας διαγράμματα που έδειχναν τον πυρήνα ουρανίου πριν και μετά το χτύπημα του νετρονίου. Ο πυρήνας, όπως μια σταγόνα νερού, γινόταν επιμήκης και στη συνέχεια χωρίζονταν στα δυο, σε δυο «σταγόνες». Μετά τη διάσπαση οι δυο σταγόνες απωθούνται από την αμοιβαία ηλεκτροστατική άπωση, αποκτώντας μεγάλες κινητικές ενέργειες, μέχρι 200 ΜeV(1MeV=106 eV). Αυτό είναι ένα μεγάλο ποσό ενέργειας, που δεν θα μπορούσε να αποδοθεί σε χημικές διαδικασίες, οι οποίες απελευθερώνουν ενέργειες της τάξης των eV.

Aπό που προέρχονταν η ενέργεια αυτή; Η Meitner υπολόγισε ότι τα θραύσματα της διάσπασης είχαν λιγότερη μάζα από τον αρχικό πυρήνα ουρανίου, περίπου το 1/5 της μάζας ενός πρωτονίου. Η μάζα αυτή σύμφωνα με την γνωστή εξίσωση του Einstein, E=mc2, ισοδυναμεί με περίπου 200 MeV. Όλα ταίριαζαν τέλεια.

Ο Frisch έφυγε από την Σουηδία μετά το δείπνο των Χριστουγέννων. Έχοντας κάνει πρώτοι την ανακάλυψη, αυτός και η Meitner, συνεργάστηκαν στη συνέχεια από απόσταση τηλεφωνικά. Ο Frisch το ανακοίνωσε στον Bohr, ο οποίος στη συνέχεια μετέφερε την είδηση της ανακάλυψης στην Αμερική.

Η εργασία των Meitner και Frisch στάλθηκε στο περιοδικό Nature τον Ιανουάριο και ο Frisch ονόμασε τη νέα πυρηνική διαδικασία «σχάση».

Οι φυσικοί στη συνέχεια αντιλήφθηκαν σύντομα ότι κατά την αντίδραση της σχάσης εκπέμπονται και δευτερογενή νετρόνια, τα οποία θα μπορούσαν να προκαλέσουν αλυσιδωτή αντίδραση απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας.

Πολλοί επιστήμονες στη συνέχεια συνεργάστηκαν για την κατασκευή της ατομικής βόμβας, αλλά η Meitner, δεν ήθελε να συμμετάσχει και αργότερα ήταν πολύ λυπημένη από το γεγονός ότι η ανακάλυψή της οδήγησε σε τέτοια όπλα μαζικής καταστροφής.

Η Meitner συνέχισε την έρευνά της και συνέβαλε στην κατασκευή του πρώτου πυρηνικού αντιδραστήρα της Σουηδίας. Ενώ ο Hahn βραβεύθηκε «για την ανακάλυψη της σχάσης βαρέων πυρήνων» με το νόμπελ χημείας το 1944, δυστυχώς η συνεισφορά της Meitner στην ανακάλυψη της σχάσης δεν αναγνωρίστηκε ποτέ.

Βίντεο: «H Lise Meitner ανακαλύπτει την πυρηνική σχάση» , απόσπασμα από την ταινία Einstein’s Big Idea

http://physicsgg.me/2016/12/29/h-lise-meitner-%ce%b1%ce%bd%ce%b1%ce%ba%ce%b1%ce%bb%cf%8d%cf%80%cf%84%ce%b5%ce%b9-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%cf%80%cf%85%cf%81%ce%b7%ce%bd%ce%b9%ce%ba%ce%ae-%cf%83%cf%87%ce%ac%cf%83%ce%b7/

nuclear_fission.png.7ea6c1453e7d4d5928c73f6f2eee8615.png

meitner.jpg.5a777affdd6edbf038b129ee8b8fb3e8.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Δημιουργήστε έναν λογαριασμό ή συνδεθείτε για να σχολιάσετε

Πρέπει να είσαι μέλος για να αφήσεις ένα σχόλιο

Δημιουργία λογαριασμού

Εγγραφείτε για έναν νέο λογαριασμό στην κοινότητά μας. Είναι εύκολο!.

Εγγραφή νέου λογαριασμού

Συνδεθείτε

Έχετε ήδη λογαριασμό? Συνδεθείτε εδώ.

Συνδεθείτε τώρα
×
×
  • Δημιουργία νέου...

Σημαντικές πληροφορίες

Όροι χρήσης