Jump to content

Για την Φυσική -Χημεία-Βιολογία.


Προτεινόμενες αναρτήσεις

Η επίλυση ενός χρυσού μυστηρίου. :cheesy:

Στην ερώτηση «γιατί ο χρυσός έχει κίτρινο χρώμα» η απάντηση είναι: «Διότι ισχύει η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν».

To λαμπερό χρώμα του χρυσού είναι το αποτέλεσμα ισχυρών σχετικιστικών φαινομένων. Τα σχετικιστικά φαινόμενα είναι που περιπλέκουν τους θεωρητικούς υπολογισμούς σχετικά με την κατανομή των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα.

Οι θεωρητικοί φυσικοί αγωνίζονται εδώ και δεκαετίες να διαλευκάνουν μια διαφορά ανάμεσα στις θεωρητικές προβλέψεις και τις πειραματικές παρατηρήσεις σχετικά με το άτομο του χρυσού.

Σε μια νέα δημοσίευση ο Peter Schwerdtfeger και οι συνεργάτες του υποστηρίζουν ότι έλυσαν το πρόβλημα, υπολογίζοντας με εκπληκτική ακρίβεια την συνεισφορά των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων, ενσωματώνοντας στους υπολογισμούς τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ηλεκτρονίων ανά πεντάδες.

[«Relativistic Coupled Cluster Calculations with Variational Quantum Electrodynamics Resolve the Discrepancy between Experiment and Theory Concerning the Electron Affinity and Ionization Potential of Gold», L. F. Pašteka, E. Eliav, A. Borschevsky, U. Kaldor, and P. Schwerdtfeger]

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.023002

O υπολογισμός των ιδιοτήτων της κατανομής των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου δεν είναι εύκολη υπόθεση, ειδικά για τα άτομα με μεγάλο ατομικό αριθμό, των οποίων το ισχυρό δυναμικό Coulomb έχει ως αποτέλεσμα σχετικιστικές ενέργειες για τα ηλεκτρόνια.

Στην περίπτωση του χρυσού τα σχετικιστικά φαινόμενα προκαλούν ένα μικρότερο του αναμενομένου χάσμα μεταξύ των τροχιακών 6s and 5d, εξαιτίας του οποίου ο χρυσός απορροφά τις μπλε συχνότητες και αντανακλά μια κιτρινωπή απόχρωση.

Όμως άλλες ιδιότητες του χρυσού είναι πιο δύσκολο να εξηγηθούν. Οι τιμές που υπολογίζονται θεωρητικά για την ενέργεια ιονισμού (η ενέργεια που απαιτείται για την απόσπαση ενός ηλεκτρονίου) και την ηλεκτρονική συγγένεια (η ενέργεια που απαιτείται για την προσθήκη ενός ηλεκτρονίου), βρίσκονται συστηματικά κάτω από τις πειραματικές κατά δεκάδες μιλι-ηλεκτρονιοβόλτ (meV =10-3 eV).

Οι Schwerdtfeger et al κατάφεραν να πραγματοποιήσουν τους λεπτομερέστερους θεωρητικούς υπολογισμούς μέχρι σήμερα για τον χρυσό. Το θεωρητικό μοντέλο τους υπολογίζει τα σχετικιστικά φαινόμενα στις συνεισφορές των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων και στην κβαντική ηλεκτροδυναμική.

Οι προηγούμενες μελέτες σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των 79 ηλεκτρονίων στον χρυσό, εξέταζαν μόνο τις αλληλεπιδράσεων των ηλεκτρονίων ανά τριάδες. Στην τωρινή μελέτη οι υπολογισμοί επεκτείνονται σε αλληλεπιδράσεις τετράδων και πεντάδων.

Με τον τρόπο αυτό η θεωρία προσέγγισε τις πειραματικές τιμές της ενέργειας ιονισμού και της ηλεκτρονικής συγγένειας σε μόλις μερικά meV – μια βελτίωση κατά έναν συντελεστή 10, σε σχέση με τα παλαιότερα αποτελέσματα. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε ακόμα βαρύτερα στοιχεία.

http://physicsgg.me/2017/01/11/%ce%b7-%ce%b5%cf%80%ce%af%ce%bb%cf%85%cf%83%ce%b7-%ce%b5%ce%bd%cf%8c%cf%82-%cf%87%cf%81%cf%85%cf%83%ce%bf%cf%8d-%ce%bc%cf%85%cf%83%cf%84%ce%b7%cf%81%ce%af%ce%bf%cf%85/

gold.jpg.3ff0f723b2ff059e56b5cc6f7b4a1e0a.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

Ένας αλλόκοτος τρόπος σύνδεσης 6 ατόμων άνθρακα. :cheesy:

Ένα άτομο άνθρακα μπορεί να ενωθεί με άλλα 4 άτομα άνθρακα (ή και με άλλα στοιχεία) σχηματίζοντας 4 ομοιοπολικούς δεσμούς. Ο Moritz Malischewski, ένας χημικός από το Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, κατάφερε κάτω από ορισμένες συνθήκες να συνδέσει μεταξύ τους 6 άτομα άνθρακα, σχηματίζοντας ένα περίεργο σύμπλοκο (βλέπε σχήμα) που το ονόμασε δικατιόν εξαμεθυλοβενζολίου(;) : C6(CH3)62+

Τα έξι άτομα άνθρακα καταλαμβάνουν τις κορυφές μιας κανονικής πενταγωνικής πυραμίδας.

Σε ένα πείραμα που πραγματοποιήθηκε το 1973, Γερμανοί χημικοί κατάφεραν να συνθέσουν αυτό το περίεργο πυραμιδοειδές μόριο σε χαμηλές θερμοκρασίες και υπερ-όξινο περιβάλλον χρησιμοποιώντας το επονομαζόμενο μαγικό οξύ (FSO3H·SbF5).

Κανείς όμως μέχρι σήμερα δεν είχε επιβεβαιώσει την σύνθεση αυτή.

Ο Malischewski μετά από έξι μήνες πειραματισμού παρήγαγε μερικά χιλιοστά του γραμμαρίου του αλλόκοτου συμπλόκου σε κρυσταλλική μορφή. Έτσι, διαμέσου της περίθλασης των ακτίνων Χ κατάφερε να αποκαλύψει το σχήμα της κανονικής πενταγωνικής πυραμίδας.

Κβαντομηχανικοί υπολογισμοί απέδειξαν ότι είναι δυνατοί τέτοιου είδους δεσμοί μεταξύ 6 ατόμων άνθρακα, αλλά σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας το μόριο αυτό καταρρέει αμέσως, συνεπώς είναι μάλλον απίθανο να έχει κάποια πρακτική εφαρμογή, όπως κατασκευή νέων τύπων νανοσωλήνων άνθρακα.

http://physicsgg.me/2017/01/12/%ce%ad%ce%bd%ce%b1%cf%82-%ce%b1%ce%bb%ce%bb%cf%8c%ce%ba%ce%bf%cf%84%ce%bf%cf%82-%cf%84%cf%81%cf%8c%cf%80%ce%bf%cf%82-%cf%83%cf%8d%ce%bd%ce%b4%ce%b5%cf%83%ce%b7%cf%82-6-%ce%b1%cf%84%cf%8c%ce%bc%cf%89/

anie201608795-fig-0001.png.9b103aae159844596ba65b69036334c4.png

carbon6.jpg.0f22f9cae28f6857942cc558b9c542e5.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...

Πάρτι Φυσικών.

:cheesy:

unnamed.jpg.2704a82e06613de4e41c5bb2abe3dd35.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

Για πρώτη φορά δημιουργείται υγρό υδρογόνο. :cheesy:

Περίπου 80 χρόνια μετά τη θεωρητική πρόβλεψή του το 1935, επιστήμονες του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ των ΗΠΑ κατάφεραν επιτέλους -εν είδει σύγχρονων αλχημιστών- να κάνουν πραγματικότητα τη δημιουργία μεταλλικού υδρογόνου.

Εφόσον όντως αυτό συνέβη (μερικοί φυσικοί αμφιβάλλουν σοβαρά), θα πρόκειται για ένα από τα πιο πολύτιμα νέα υλικά στον πλανήτη μας με δυνητικές εξωτικές ιδιότητες και ποικίλες χρήσιμες εφαρμογές, ιδίως χάρη στην υπεραγωγιμότητα του ηλεκτρισμού, δηλαδή στη δυνατότητα μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος χωρίς αντίσταση.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικών επιστημών Αϊζαακ Σιλβέρα ανέφεραν ότι χρειάζονται περαιτέρω έρευνες, καθώς δεν είναι βέβαιοι αν το μεταλλικό υδρογόνο τους είναι στερεό ή υγρό, αν και κλίνουν υπέρ της στερεάς εκδοχής.

«Πρόκειται για το ιερό δισκοπότηρο της φυσικής υψηλής πιέσεων. Είναι το πρώτο δείγμα μεταλλικού υδρογόνου πάνω στη Γη, έτσι όταν το κοιτά κανείς, βλέπει κάτι που δεν έχει υπάρξει ποτέ πριν», δήλωσε ο ίδιος.

Το υδρογόνο είναι ένα άχρωμο αέριο, που υπό ειδικές συνθήκες μπορεί να μετατραπεί σε μέταλλο. Το μεταλλικό υδρογόνο σε υγρή μορφή αποτελεί βασικό συστατικό των γιγάντιων πλανητών Δία και Κρόνου. Για να το δημιουργήσουν στη Γη, οι ερευνητές συμπίεσαν ένα μικροσκοπικό δείγμα υδρογόνου, ασκώντας πάνω του -με τη βοήθεια συνθετικών διαμαντιών- τεράστιες πιέσεις της τάξης των 495 γιγαπασκάλ, πολύ μεγαλύτερες από αυτές που ασκούνται στο κέντρο του πλανήτη μας. Σε τόσο ακραίες συνθήκες πίεσης, το στερεό μοριακό υδρογόνο διασπάται και τα μόριά του αποσυντίθενται σε ατομικό υδρογόνο, το οποίο είναι μέταλλο. Ακόμη και όταν η υψηλή πίεση σταματά, το ατομικό υδρογόνο παραμένει μεταλλικό (είναι δηλαδή μετα-σταθερό). Το επίτευγμα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Science».

Τα ερωτήματα

Το επίτευγμα θα βοηθήσει τους επιστήμονες να απαντήσουν θεμελιώδη ερωτήματα για τη φύση της ύλης. Αλλά επίσης θα ανοίξει το δρόμο για μια σειρά από πρακτικές επαναστατικές εφαρμογές, όπως οι υπεραγωγοί ηλεκτρισμού σε συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου. Κάτι τέτοιο θα μεταμορφώσει τις μεταφορές, την παραγωγή και αποθήκευση ενέργειας, τη διαστημική εξερεύνηση κ.α.

«Χρειάζεται τρομερή ποσότητα ενέργειας για να δημιουργηθεί το μεταλλικό υδρογόνο. Και αν μετατραπεί ξανά σε μοριακό υδρογόνο, τότε όλη αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται, δημιουργώντας το πιο ισχυρό πυραυλικό καύσιμο που είναι γνωστό στον άνθρωπο, φέρνοντας έτσι επανάσταση στην πυραυλική τεχνολογία», δήλωσε ο Σιλβέρα. Αυτό, μεταξύ άλλων, θα διευκολύνει την εξερεύνηση άλλων μακρινών πλανητών.

Ομως στο παρελθόν κατά καιρούς είχαν γίνει ξανά ανακοινώσεις περί δημιουργίας μεταλλικού υδρογόνου, για να διαψευσθούν αργότερα. Και αυτή τη φορά, ουκ ολίγοι φυσικοί σε διάφορες χώρες (ΗΠΑ, Βρετανία, Γαλλία) δήλωσαν πως δεν έχουν καθόλου πειστεί ότι όντως δημιουργήθηκε μεταλλικό υδρογόνο και επιφυλάσσονται μέχρι γίνουν περισσότερα πειράματα.

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=859363

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...

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...

Καταστράφηκε κατά λάθος το μοναδικό δείγμα μεταλλικού υδρογόνου στη Γη. :cheesy:

Μερικές επιστημονικές ανακαλύψεις γίνονται κατά λάθος, αλλά καμία φορά μπορεί επίσης να εξαφανιστούν από λάθος. Αυτό φαίνεται ότι συνέβη με το μεταλλικό υδρογόνο, που πρόσφατα είχε δημιουργηθεί για πρώτη φορά και είχε προκαλέσει διεθνή θόρυβο.

Το σπάνιο και μοναδικό δείγμα του υλικού αυτού, που είχε δημιουργηθεί για πρώτη φορά στη Γη προ εβδομάδων, ξαφνικά εξαφανίστηκε, σύμφωνα με αποκλειστικό δημοσίευμα της βρετανικής Independent.

Ο επικεφαλής ερευνητής Ισαάκ Σιλβέρα, καθηγητής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, δήλωσε ότι ένα καταστροφικό σφάλμα είχε ως συνέπεια την εξαφάνιση του μικροσκοπικού δείγματος.

Άλλοι επιστήμονες, εξ αρχής σκεπτικιστές, αν όχι καχύποπτοι για την ανακάλυψη, σχολίασαν ότι μάλλον το μεταλλικό υδρογόνο ποτέ δεν είχε δημιουργηθεί, παρά τους θριαμβευτικούς ισχυρισμούς των δημιουργών του.

Το μεταλλικό υδρογόνο είναι ένα υλικό που μπορεί να έχει επαναστατικές εφαρμογές σε πολλούς τομείς της τεχνολογίας και της ενέργειας. Το μοναδικό δείγμα του διατηρείτο ανάμεσα σε δύο εξίσου μικροσκοπικά διαμάντια, σε συνθήκες πίεσης μεγαλύτερης από αυτή που υπάρχει στο κέντρο της Γης και σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν.

Όμως, σύμφωνα με το δημοσίευμα, όταν οι ερευνητές επιχείρησαν να μετρήσουν ξανά την πίεση χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ, κάτι πήγε στραβά και το ένα διαμάντι έγινε σκόνη. Μαζί με το διαμάντι, εξαφανίσθηκε και το μεταλλικό υδρογόνο. Το γιατί συνέβη αυτό, είναι υπό διερεύνηση. Είναι πιθανό ότι, επειδή είναι πολύ ασταθές, μετατράπηκε σε αέριο.

Πάντως, ο Σιλβέρα, που πασχίζει εδώ και δεκαετίες να δημιουργήσει το μεταλλικό υδρογόνο, θα ξεκινήσει ξανά την προσπάθεια και δήλωσε αισιόδοξος ότι σε λίγες εβδομάδες θα έχει ένα νέο δείγμα.

Όπως είπε, «ούτως ή άλλως, υπήρχαν μερικοί άπιστοι Θωμάδες, οπότε είχαμε αποφασίσει να το παράγουμε πάλι. Δεν θα είχαμε κάνει τη σχετική επιστημονική δημοσίευση [στο κορυφαίο Science), αν δεν ήμασταν πεπεισμένοι ότι πρόκειται για μεταλλικό υδρογόνο».

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500131096

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...

Χρονοκρύσταλλοι: Νέα εξωτική μορφή ύλης από Αμερικανούς επιστήμονες. :cheesy:

Το αλάτι, οι νιφάδες του χιονιού και τα διαμάντια αποτελούν όλα παραδείγματα κρυστάλλων, καθώς τα άτομά τους διατάσσονται σε τρισδιάστατα πλέγματα, τα οποία επαναλαμβάνονται σε όλη την έκτασή τους.

Δίπλα σε αυτή τη μορφή ύλης, Αμερικανοί επιστήμονες πρόσθεσαν τους χρονοκρυστάλλους, δηλαδή υλικά στα οποία τα άτομα ακολουθούν μοτίβα που δεν επαναλαμβάνονται στον χώρο, αλλά στον χρόνο.

Πιο συγκεκριμένα, σε έναν χρονοκρύσταλλο, τα άτομα δεν καταλήγουν σε μία κατάσταση θερμικής ισορροπίας, στην οποία όλα έχουν την ίδια ποσότητα θερμικής ενέργειας. Πρόκειται για μία «εξωτική» μορφή ύλης που είχε προβλεφθεί θεωρητικά εδώ και μερικά χρόνια, χωρίς ωστόσο μέχρι σήμερα να έχει δημιουργηθεί.

Σύμφωνα με τον Άντριου Πότερ, αναπληρωτή καθηγητή φυσικής στο πανεπιστήμιο του Τέξας και μέλος της ομάδας, η σύνθεση χρονοκρυστάλλων άνοιξε τον δρόμο για έναν εντελώς νέο «κόσμο» υλικών, τα οποία βρίσκονται σε συνθήκες μη ισορροπίας.

«Με βάση αυτές τις θεωρητικές ιδέες, που διατυπώθηκαν πριν από μερικά χρόνια, καταφέραμε να τους συνθέσουμε στο εργαστήριο. Ελπίζουμε πως πρόκειται για το πρώτο παράδειγμα, καθώς θα ακολουθήσουν και άλλα», λέει στην ιστοσελίδα του πανεπιστημίου.

Μερικά από αυτά τα υλικά, ίσως αποδειχθούν στην πορεία χρήσιμη για την αποθήκευση ή τη μεταφορά δεδομένων σε κβαντικούς υπολογιστές.

Ο Πότερ μαζί με συναδέλφους του από το πανεπιστήμιο, αλλά και άλλους ερευνητές από το Χάρβαρντ, το Μπέρκλεϊ και το πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, συνέθεσαν τον χρονοκρύσταλλο από ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα (ιόντα) του στοιχείου υπέρβιο. Εφαρμόζοντας το κατάλληλο ηλεκτρικό πεδίο, έκαναν 10 τέτοια ιόντα να αιωρούνται πάνω από μία επιφάνεια.

Στη συνέχεια, άρχισαν να τα «βομβαρδίζουν» με παλμούς λέιζερ, ώστε με κάθε παλμό να αλλάζουν τη φορά που περιστρέφονται (ή πιο σωστά, το σπιν τους).

Έτσι, παρατήρησαν πως οι εναλλαγές της φοράς των ατόμων ακολουθούσε ένα συγκεκριμένο μοτίβο και επαναλαμβανόταν μάλιστα με τη μισή συχνότητα εκπομπής των παλμών.

Όπως περιγράφουν χαρακτηριστικά οι επιστήμονες, είναι να σαν χτυπά κανείς δύο φορές το δευτερόλεπτο τα πλήκτρα ενός πιάνου και να ακούει μόνο μία νότα κάθε δευτερόλεπτο. Μία παράξενη κβαντική συμπεριφορά που αποτελεί χαρακτηριστική «υπογραφή» ότι είχαν δημιουργήσει ένα χρονοκρύσταλλο.

Η πρόβλεψη για την ύπαρξη αυτής της «εξωτικής» μορφής ύλης έγινε το 2012, από τον νομπελίστα φυσικό Φρανκ Γουίλτσεκ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Η ομάδα τη συνέθεσε στο εργαστήριο τον περασμένο Σεπτέμβριο, ωστόσο η εργασία τους δημοσιεύτηκε τώρα στο περιοδικό Nature.

Στο χρονικό διάστημα που μεσολάβησε, οι ερευνητές του Χάρβαρντ δημιούργησαν ένα δεύτερο χρονοκρύσταλλο, αυτή τη φορά από διαμάντι.

http://www.naftemporiki.gr/story/1212386/xronokrustalloi-nea-eksotiki-morfi-ulis-apo-amerikanous-epistimones

xronokrustalloi.jpg.cc4fa4bc4da628b2a64fad5dd4076d9d.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

14/3: Η παγκόσμια ημέρα του αριθμού π :cheesy:

Υπενθυμίζεται ότι η σημερινή ημερομηνία 14 Μαρτίου (3/14 ) έχει καθιερωθεί (για ευνόητους λόγους) ως παγκόσμια ημέρα του αριθμού π.

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

Και μια ενδιαφέρουσα σύμπτωση: στις 14 Μαρτίου 1879 γεννήθηκε ο Albert Einstein.

Δείτε περισσότερα πόστερ της NASA σχετικά τον αριθμό π στο διάστημα ΕΔΩ:

https://www.jpl.nasa.gov/edu/nasapidaychallenge/

Δείτε όλα τα βίντεο για τον αριθμό π από το κανάλι Numberphile ΕΔΩ:

http://physicsgg.me/2017/03/14/143-%ce%b7-%cf%80%ce%b1%ce%b3%ce%ba%cf%8c%cf%83%ce%bc%ce%b9%ce%b1-%ce%b7%ce%bc%ce%ad%cf%81%ce%b1-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%b1%cf%81%ce%b9%ce%b8%ce%bc%ce%bf%cf%8d-%cf%80/

pi_in_the-sky.thumb.png.e5a7631276c39baebc8904b5803e1722.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

Το π μόλις απέκτησε ακόμα 9 τρισεκατομμύρια ψηφία. :cheesy:

Το νέο ρεκόρ ήρθε πάνω στην ώρα για τον εορτασμό της διεθνούς «Ημέρας π» στις 14 Μαρτίου: χομπίστας των μαθηματικών κατάφερε να υπολογίσει ακόμα 9 τρισεκατομμύρια ψηφία της διάσημης μαθηματικής σταθεράς.

Το αρχείο που περιλαμβάνει ολόκληρο τον τερατώδη αριθμό συνολικά 22,5 τρισεκατομμύριο ψηφία, έχει μέγεθος 9 terabyte. Για την εκτύπωσή του εκτιμάται ότι θα χρειάζονταν μερικά εκατομμύρια βιβλία των 1.000 σελίδων το καθένα.

Το π είναι έννοια που ξεκίνησε από τη γεωμετρία, καθώς ορίζεται ως η αναλογία ανάμεσα στην περιφέρεια και την διάμετρο ενός κύκλου. Όμως ο ίδιος αριθμός περιέργως εμφανίζεται σε πολλούς «άσχετους» κλάδους της επιστήμης, από την κοσμολογία και τον ηλεκτρομαγνητισμό μέχρι τις πιθανότητες, τροφοδοτώντας μια ολόκληρη συζήτηση για τη σχέση των μαθηματικών με την φύση του Σύμπαντος.

Πέρα από τις εμφανίσεις του σε μια πληθώρα βασικών εξισώσεων, ένα άλλο χαρακτηριστικό του π είναι ότι πρόκειται για άρρητο αριθμό: τα ψηφία του συνεχίζονταν επ' άπειρον με χωρίς να επαναλαμβάνονται ποτέ.

Τον περασμένο Νοέμβριο, αναφέρει το περιοδικό New Scientist, ο χομπίστας των μαθηματικών Πέτερ Τρούεμπ στην Ελβετία ολοκλήρωσε τον υπολογισμό 22.459.157.718.361 πλήρως επιβεβαιωμένων ψηφίων, περίπου 9 τρισεκατομμυρίων περισσότερων από ό,τι στο προηγούμενο ρεκόρ το 2013.

Ο Τρούεμπ εργάζεται ως επιστήμονας Έρευνας και Ανάπτυξης στην εταιρεία επιστημονικού εξοπλισμού Dectris, η οποία του διέθεσε την υποδομή για τον μαθηματικό άθλο. Ο ερευνητής συναρμολόγησε έναν υπολογιστή με 24 σκληρούς δίσκους των 6 terabyte o καθένας, και χρησιμοποίησε το δωρεάν λογισμικό γ-cruncher, το οποίο εκτελεί πράξεις με αριθμούς των τρισεκατομμυρίων ψηφίων.

Το λογισμικό αφέθηκε να τρέχει 105 μέρες μέχρι να φτάσει τον στόχο, αριθμός που φαίνεται μεγάλος αλλά δεν είναι: «Φανταστείτε να πρέπει να πολλαπλασιάσετε στον μαυροπίνακα δύο αριθμούς με ένα τρισεκατομμύριο ψηφία ο καθένας. Απλά δεν γίνεται» σχολιάζει ο Τρούεμπ. «Αντί γι' αυτό χρησιμοποιούμε εξωτικούς αλγόριθμους για να βελτιστοποιήσουμε τους υπολογισμούς».

http://pi2e.ch/blog/2016/06/29/about-me/

Έχει όμως κάποια πρακτική αξία ο υπολογισμός των νέων ψηφίων. Είναι σχεδόν σίγουρο πως όχι, δεδομένου ότι καμία εφαρμογή δεν απαιτεί τέτοια ακρίβεια: η NASA χρησιμοποιεί μόλις 15 δεκαδικά ψηφία για να στείλει αποστολές στο Διάστημα, ενώ 40 ψηφία εκτιμάται ότι θα ήταν αρκετά για να μετρηθεί το Σύμπαν με ακρίβεια ενός ατόμου.

Παρόλα αυτά, ο Τρούεμπ έχει να κάνει μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση: στον αριθμό που υπολόγισε, κάθε ψηφίο από το 0 έως το 9 εμφανίζεται στο 10% των δεκαδικών θέσεων, κάτι που υποδεικνύει ότι το π είναι «κανονικός άρρητος αριθμός», δηλαδή αποτελείται από δεκαδικά ψηφία που εμφανίζονται με εντελώς τυχαία σειρά.

Ωστόσο το δείγμα των 22,5 τρισεκατομμυρίων ψηφίων δεν αρκεί για να αποδειχθεί ότι το π είναι όντως κανονικό.

Γι΄αυτό απαιτείται μια πλήρης απόδειξη, η οποία διαφεύγει των μαθηματικών εδώ και αιώνες.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500133961

3BD79D1EEA74BFAC11EF128E038234FD.jpg.f5c533a740a1762ad42aea1bda24c4b8.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...

Η τελειότητα προάγει την πολυπλοκότητα. :cheesy:

Ο Σαλιέρι, ο Ιωσήφ Β’ και ο Μότσαρτ.

Oι καλύτερες θεωρίες μας για τον φυσικό κόσμο φαίνονται περίπλοκες και δυσνόητες επειδή είναι βαθιά απλές.

Ο Αϊνστάιν συχνά μνημονεύεται για την ακόλουθη προτροπή του: «Όλα πρέπει να γίνουν όσο το δυνατόν πιο απλά, αλλά όχι απλούστερα». Αν μελετήσετε τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν ή τη θεωρία του για τις διακυμάνσεις στη στατιστική μηχανική – δυο από τις πιο περίπλοκες δημιουργίες του – , ίσως αναρωτηθείτε κατά πόσον είχε λάβει σοβαρά υπόψη του τις ίδιες συμβουλές του. Σίγουρα, αυτές οι θεωρίες δεν είναι «απλές» με τη συνήθη έννοια του όρου.

Οι σύγχρονοι φυσικοί θεωρούν την QCD (Κβαντική Χρωμοδυναμική) μια σχεδόν ιδανικά απλή θεωρία, όμως είδαμε πόση περίπλοκη είναι η περιγραφή της με καθημερινούς όρους, και πόσο προκλητικό είναι να εργαστούμε με αυτή (δίχως να καταπιαστούμε με επιλύσεις εξισώσεων). Σαν τις βαθιές αλήθειες του Bohr, η βαθιά απλότητα περιέχει ένα στοιχείο του αντιθέτου της, της βαθιάς πολυπλοκότητας. Πρόκειται περί παραδόξου, όμως η επίλυσή του είναι κατά βάθος απλή, όπως ευθύς αμέσως θα αντιληφθούμε.

Έμαθα τι σημαίνει τελειότητα από τον Αντόνιο Σαλιέρι. Σε μια από τις αγαπημένες μου σκηνές μιας από τις αγαπημένες μου κινηματογραφικές ταινίες, το Amadeus, ο Σαλιέρι[1] κοιτάζει έκπληκτος ένα χειρόγραφο του Μότσαρτ και λέει: «Αλλάξτε μια νότα και η μελωδία χάνεται. Αλλάξτε μια φράση και η δομή καταρρέει».

Με αυτά τα λόγια, ο διαβόητα μέτριος συνθέτης Σαλιέρι[2] συνέλαβε την ουσία της τελειότητας. με δυο προτάσεις όρισε επακριβώς τι εννοούμε όταν χρησιμοποιούμε τον όρο τελειότητα σε διάφορα πλαίσια, συμπεριλαμβανομένου εκείνου της θεωρητικής φυσικής. Πρόκειται για έναν τέλειο ορισμό.

«Μια θεωρία αρχίζει να είναι τέλεια αν οποιαδήποτε αλλαγή την καθιστά χειρότερη». Αυτή είναι η πρώτη πρόταση του Σαλιέρι, μεταφερμένη από τη μουσική στη φυσική – και συλλαμβάνει ακριβώς την ουσία. Ωστόσο, η πραγματικά μεγαλοφυής σκέψη κρύβεται στη δεύτερη φράση του: «Μια θεωρία γίνεται τελείως τέλεια αν είναι αδύνατο να την αλλάξουμε σημαντικά χωρίς να την καταστρέψουμε ολοκληρωτικά – δηλαδή, αν αλλάζοντας τη θεωρία σημαντικά τη μετατρέπουμε σε ασυναρτησίες».

Στην ίδια ταινία, ο αυτοκράτορας Ιωσήφ Β’ δίνει μια μουσική συμβουλή στον Μότσαρτ: «Το έργο σου είναι εφευρετικό. Είναι έργο ποιότητας. Μόνο που έχει πάρα πολλές νότες. Αφαίρεσε μερικές, και θα γίνει τέλειο.». Ο αυτοκράτορας είχε αποθαρρυνθεί από την επιφανειακή πολυπλοκότητα της μουσικής του Μότσαρτ. Δεν μπορούσε να δει ότι όλες οι νότες του εξυπηρετούσαν ένα σκοπό – να δώσουν ή να εκπληρώσουν μια υπόσχεση. να ολοκληρώσουν ή να τροποποιήσουν ένα μοτίβο.

Ομοίως, όταν το κοινό έρχεται για πρώτη φορά σε επαφή με τη θεμελιώδη φυσική, συνήθως αποθαρρύνεται από την επιφανειακή πολυπλοκότητά της. Πάρα πολλά γλοιόνια! Εντούτοις, καθένα από τα οκτώ έγχρωμα γλοιόνια υπάρχει για κάποιον σκοπό. Στο σύνολό τους, ικανοποιούν την πλήρη συμμετρία ανάμεσα στα χρωματικά φορτία. Απομακρύνετε ένα γλοιόνιο – ή αλλάξτε τις ιδιότητές του – , και η δομή θα καταρρεύσει. Ειδικότερα, αν κάνετε μια τέτοιου είδους αλλαγή, τότε η θεωρία που προηγουμένως ήταν γνωστή ως QCD αρχίζει να προβλέπει ασυναρτησίες: σωματίδια προβλέπονται με αρνητική πιθανότητα, ενώ άλλα με πιθανότητα μεγαλύτερη της μονάδας.

Μια τελείως άκαμπτη θεωρία αυτού του είδους, η οποία δεν επιτρέπει τροποποιήσεις με τρόπο συνεπή, είναι εξαιρετικά τρωτή. Αν κάποια από τις προβλέψεις της είναι λανθασμένη, τότε δεν υπάρχει καμιά δικαιολογία. Κανένας συντελεστής λάθους και κανένας ελιγμός δεν θα βοηθήσουν. Από την άλλη, μια απολύτως άκαμπτη θεωρία, άπαξ και αποδειχθεί σε μεγάλο βαθμό επιτυχής, γίνεται πάρα πολύ ισχυρή. Διότι, αν είναι προσεγγιστικά ορθή και δεν μπορεί να μεταβληθεί, τότε είναι επακριβώς ορθή!

Τα κριτήρια του Σαλιέρι εξηγούν γιατί η συμμετρία αποτελεί μια τόσο ελκυστική αρχή για τη συγκρότηση θεωριών. Τα συστήματα με συμμετρία βρίσκονται στον σωστό δρόμο προς την τελειότητα, κατά Σαλιέρι. Οι εξισώσεις που διέπουν διαφορετικά αντικείμενα και διαφορετικές καταστάσεις θα πρέπει να σχετίζονται στενά, ειδάλλως η συμμετρία μειώνεται. Με αρκετές παραβιάσεις, χάνεται κάθε μοτίβο, καθώς και η ίδια η συμμετρία.

Συνεπώς, η συμμετρία μας βοηθά να κατασκευάζουμε τέλειες θεωρίες.

Επομένως, η ουσία του θέματος δεν είναι το πλήθος από νότες ή σωματίδια ή εξισώσεις. Είναι η τελειότητα των σχεδίων τα οποία ενσαρκώνουν. Αν η αφαίρεση οποιουδήποτε στοιχείου καταστρέφει το όλο σχέδιο, τότε το πλήθος τους είναι το ακριβώς σωστό. Η απάντηση του Μότσαρτ στον αυτοκράτορα ήταν εξαιρετική: «Ποιες μερικές νότες έχετε στο νου σας, μεγαλειότατε;»

[1] Στην πραγματικότητα η φράση είναι του σεναριογράφου!

[2] Η μετριότητα του Σαλιέρι αποτελεί αντικείμενο αντιγνωμιών μεταξύ σοβαρών κριτικών μουσικής. Ανεξάρτητα πάντως από αυτό, ο Σαλιέρι είναι διαβόητος για τη μετριότητά του.

πηγή: απόσπασμα από το βιβλίο του Frank Wilczek, «Η ελαφρότητα του είναι«, εκδόσεις κάτοπτρο, μετάφραση: Νίκος Αποστολόπουλος

http://www.katoptro.gr/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_id=254&vmcchk=1&option=com_virtuemart&Itemid=55

 

http://physicsgg.me/2017/03/21/%ce%b7-%cf%84%ce%b5%ce%bb%ce%b5%ce%b9%cf%8c%cf%84%ce%b7%cf%84%ce%b1-%cf%80%cf%81%ce%bf%ce%ac%ce%b3%ce%b5%ce%b9-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%cf%80%ce%bf%ce%bb%cf%85%cf%80%ce%bb%ce%bf%ce%ba%cf%8c%cf%84%ce%b7/

wolfgang-amadeus-mozart_1.jpg.78189ab83c6cf9bcc64ece43213576e0.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

Στην πρίζα ο «μεγαλύτερος τεχνητός Ήλιος του κόσμου» :cheesy:

Καλύτερα να φορέσετε γυαλιά ηλίου: ερευνητές στη Γερμανία έβαλαν την Πέμπτη στην πρίζα μια συστοιχία προβολέων την οποία περιγράφουν ως τον «μεγαλύτερο τεχνητό Ήλιο στη Γη». Στόχος τους είναι να ρίξουν άπλετο φως στο πρόβλημα της παραγωγής καύσιμου υδρογόνου.

O τεχνητός ήλιος Synlight στο Γίλιχ της Γερμανίας, περίπου 30 χιλιόμετρα δυτικά της Κολωνίας, αποτελείται από 149 προβολείς ξένου, οι οποίοι κανονικά χρησιμοποιούνται στις κινηματογραφικές προβολές και προσομοιώνουν την ποιότητα του ηλιακού φωτός.

Στηριγμένοι σε μια μεταλλική κατασκευή σε σχήμα κυψέλης, οι προβολείς στέλνουν 350 kilowatt ενέργειας σε μια πλάκα με διαστάσεις 20 επί 20 εκατοστά, θερμαίνοντάς τη μέχρι τους 3.000 βαθμούς Κελσίου -η πλάκα δέχεται 1.000 φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι αν ήταν εκτεθειμένη στη φυσική λιακάδα, λένε οι ερευνητές της γερμανικής αεροδιαστημικής υπηρεσίας DLR.

Το Ινστιτούτο Ηλιακής Έρευνας της υπηρεσίας ουσιαστικά δοκιμάζει μια νέα προσέγγιση για την παραγωγή φθηνού υδρογόνου. Το υδρογόνο θεωρείται από πολλούς ιδανικό καύσιμο, αφού όταν καίγεται παράγει μόνο υδρατμούς χωρίς καθόλου διοξείδιο του άνθρακα. Το πρόβλημα είναι ότι στη Γη δεν υπάρχει ελεύθερο υδρογόνο, και η παραγωγή του αερίου σε μεγάλη κλίμακα βασίζεται στην ηλεκτρόλυση του νερού, μια διαδικασία που απαιτεί μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας.

Το σύστημα Synlight διασπά τα μόρια νερού με διαφορετικό τρόπο: το καυτό μέταλλο της πλάκας αντιδρά με το οξυγόνο του νερού, οπότε το υδρογόνο απελευθερώνεται ως αέριο. Με περαιτέρω θέρμανση το οξυγόνο αποδεσμεύεται στη συνέχεια από το μέταλλο και η διαδικασία επαναλαμβάνεται επ' αόριστον.

Οι ερευνητές του DLR παραδέχονται ότι ο ίδιος ο τεχνητός ήλιος δεν θα ήταν και πολύ οικονομικός στη χρήση, αφού σε τέσσερις ώρες λειτουργίας καταναλώνει την ενέργεια που χρειάζεται μια τετραμελής οικογένεια για έναν χρόνο.

Το Synlight ουσιαστικά επιτρέπει στους ερευνητές να εκτελούν πειράματα σε απόλυτα σταθερές συνθήκες ισχυρού φωτισμού, κάτι που δεν είναι εύκολο κάτω από τον νεφελώδη ουρανό της Γερμανίας.

Απώτερος στόχος είναι να επιτύχουν παραγωγή υδρογόνου απευθείας με ηλιακή ενέργεια αντί με ηλεκτρόλυση.

Μένει να δούμε αν ο ισχυρότερος τεχνητός Ήλιος του κόσμου θα φέρει πιο κοντά τη λεγόμενη οικονομία του υδρογόνου.

Σύμφωνα με την DLR, αεροδιαστημικές και αεροπορικές εταιρείες θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν το Synlight για να δοκιμάσουν διάφορα εξαρτήματα και συστήματα με τη βοήθεια των Γερμανών επιστημόνων.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500135588

17.jpg.aba67aabbd0c76e10c142b5db0415215.jpg

16.jpg.8a04e609fa5b68ff8f109a86d844c538.jpg

15.jpg.5f1fa217806803c26351f623c8a9f731.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

Πως δημιουργείται ο χρυσός στο σύμπαν μας; :cheesy:

Για δεκαετίες οι ερευνητές πίστευαν ότι ο χρυσός και τα άλλα βαριά στοιχεία δημιουργούνται κατά την διάρκεια της έκρηξης των σουπερνόβα. Σήμερα όμως πολλοί υποστηρίζουν την ύπαρξη και ενός διαφορετικού τρόπου δημιουργίας του χρυσού: την συγχώνευση άστρων νετρονίων.

Πως βρέθηκε ο χρυσός στη Γη; Πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου μετεωρίτες εμπλουτισμένοι με μικρές ποσότητες πολύτιμων μετάλλων – συμπεριλαμβανομένου και του χρυσού – σφυροκόπησαν την πρώιμη Γη. Αλλά πιο θεμελιώδες ερώτημα, είναι το «πώς δημιουργήθηκε ο χρυσός στο σύμπαν;»

Και η απάντηση στο ερώτημα αυτό εξακολουθεί να είναι ακόμα αμφιλεγόμενη.

Για δεκαετίες, η άποψη που επικρατούσε ήταν ότι ο χρυσός σχηματίστηκε κατά την διάρκεια των εκρήξεων των σουπερνόβα, μαζί με δεκάδες άλλα βαριά στοιχεία που τοποθετούνται στις κάτω σειρές του περιοδικού πίνακα. Όμως, τα τελευταία χρόνια άρχισε να επικρατεί και μια διαφορετική άποψη.

Πολλοί αστρονόμοι σήμερα, πιστεύουν ότι ο σχηματισμός βαρέων στοιχείων είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί κατά την συγχώνευση δυο άστρων νετρονίων. Για να επιλυθεί το πρόβλημα, οι αστροφυσικοί ψάχνουν για αποδείξεις παντού, από τις αλχημιστικές προσομοιώσεις των υπολογιστών, μέχρι τα τηλεσκόπια ακτίνων γάμα και την κρούστα μαγνησίου στο βάθος των ωκεανών. Γίνεται αγώνας δρόμου για μια παρατήρηση που θα επαληθεύσει το ποια είναι τελικά τα κοσμικά λατομεία του χρυσού και των άλλων βαρέων στοιχείων.

Το πρόβλημα με τα σουπερνόβα

Το 1957 οι φυσικοί Margaret και Geoffrey Burbidge, William Fowler και Fred Hoyle (εν συντομία Β2FH) δημοσίευσαν την κλασική τους εργασία [synthesis of the Elements in Stars], στην οποία επιχειρούν με συστηματικό τρόπο να εξηγήσουν πως σχηματίστηκαν και σχηματίζονται τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα στο εσωτερικό των άστρων.

Η Μεγάλη Έκρηξη άφησε πίσω της υδρογόνο, ήλιο και λίθο. Η σύντηξη των πυρήνων αυτών στο εσωτερικό των άστρων δίνει βαρύτερους πυρήνων, αλλά η διαδικασία αυτή σταματάει στον σίδηρο, έναν από τους πιο σταθερούς πυρήνες στη φύση. Πυρήνες μεγαλύτεροι από τον σίδηρο έχουν περισσότερο θετικό φορτίο και είναι δύσκολο να ενωθούν μεταξύ τους, δηλαδή η σύντηξη δεν επιστρέφει περισσότερη ενέργεια από αυτή που προσφέρεται.

Ένας εύκολος τρόπος για να δημιουργήσουμε βαριά στοιχεία, είναι να βομβαρδίσουμε πυρήνες σιδήρου με νετρόνια, τα οποία δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα. Τα επιπλέον νετρόνια στον πυρήνα συνήθως τον κάνουν ασταθή, και στην περίπτωση αυτή, ένα νετρόνιο στον πυρήνα μεταπίπτει σε πρωτόνιο (και εκπέμπεται ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο). Έτσι, η αύξηση του ατομικού αριθμού κατά μια μονάδα οδηγεί σε ένα βαρύτερο στοιχείο. Όταν κι άλλα νετρόνια προστίθενται σε έναν πυρήνα με πιο αργό ρυθμό απ’ ότι μπορεί να διασπαστεί, η διαδικασία αυτή ονομάζεται αργή σύλληψη του νετρονίου ή διαδικασία s. Με τον τρόπο αυτό σχηματίζονται στοιχεία όπως το στρόντιο, το βάριο και ο μόλυβδος. Όμως, όταν τα νετρόνια προστίθενται στον πυρήνα γρηγορότερα από την διάσπασή τους – η διαδικασία ονομάζεται ταχεία σύλληψη νετρονίου ή διαδικασία r – και τότε σχηματίζονται βαρύτερα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων του ουρανίου και του χρυσού.

Για να είναι δυνατή η διαδικασία r, οι Β2FH αναγνωρίζουν ότι πρέπει να ικανοποιούνται κάποιες προϋποθέσεις. Κατ’ αρχήν πρέπει να υπάρχει μια καθαρή πηγή νετρονίων και οι βαρείς πυρήνες-σπόροι (όπως ο σίδηρος) που θα συλλάβουν αυτά τα νετρόνια. Απαιτείται επίσης ένα πυκνό και θερμό περιβάλλον, καθώς επίσης και μια έκρηξη που θα διασκορπίσει τα προϊόντα στο διάστημα.

Για τους περισσότερους αστρονόμους, οι προϋποθέσεις αυτές τηρούνται σε ένα συγκεκριμένο αστρονομικό αντικείμενο: το σουπερνόβα.

Ένα σουπερνόβα εκρήγνυται όταν στον πυρήνα ενός άστρου μεγάλης μάζας έχουν παραχθεί βαριά στοιχεία μέχρι τον σίδηρο, οι πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης σταματάνε και η «ατμόσφαιρα» του άστρου καταρρέει προς τα μέσα. Ένα άστρο σαν τον ήλιο θα κατέρρεε σε μια σφαίρα ακτίνας δώδεκα χιλιομέτρων περίπου. Τότε, όταν ο πυρήνας του άστρου πλησιάσει την πυρηνική πυκνότητα γίνεται ασυμπίεστος, η ύλη και η ενέργεια αναπηδούν προς τα έξω, δημιουργώντας την βίαιη έκρηξη του σουπερνόβα που είναι ορατή από δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Το σουπερνόβα καλύπτει όλες τις προϋποθέσεις για να πραγματοποιηθεί η διαδικασία r: κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης του άστρου τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια στον πυρήνα του άστρου μετατρέπονται σε νετρόνια, έτσι ο πυρήνας μεταπίπτει σε άστρο νετρονίων. Ο σίδηρος βρίσκεται σε αφθονία και δημιουργείται τεράστια θερμική ενέργεια.

Από την δεκαετία του 1990 μια συγκεκριμένη εικόνα άρχισε να αναδύεται μέσα από τα υπολογιστικά μοντέλα. Μισό δευτερόλεπτο μετά την κατάρρευση του άστρου, μια θύελλα από νετρίνα αναδύεται προς τα έξω για περίπου ένα λεπτό. Αυτός ο άνεμος παρασύρει μαζί του πυρήνες σιδήρου, οι οποίοι χρησιμεύουν ως σπόροι συλλαμβάνοντας διαδοχικά πολλά νετρόνια, πραγματοποιώντας τη διαδικασία r. Aυτή είναι η αποδεκτή θεωρία σχηματισμού των βαρέων πυρήνων που περιγράφεται σε όλα τα βιβλία πυρηνικής φυσικής και αστροφυσικής.

Καθώς όμως η ανάλυση των μοντέλων των σουπερνόβα εξελισσόταν, άρχισαν να εμφανίζονται κάποια προβλήματα. Οι θερμοκρασία του ανέμου που παρασύρει τα νετρίνα δεν φαίνεται να είναι αρκετά υψηλή. Ο άνεμος μπορεί επίσης να είναι αρκετά αργός, και οι πυρήνες-σπόροι δεν βρίσκουν αρκετά νετρόνια για να σχηματίσουν διαδοχικά βαριά στοιχεία μέχρι το ουράνιο. Και τα νετρίνα θα μπορούσαν να μετατρέψουν τα νετρόνια σε πρωτόνια – που σημαίνει ότι δεν θα υπάρχει το πλήθος το νετρονίων που απαιτείται.

Το σίγουρο είναι ότι από τις εκρήξεις σουπερνόβα δημιουργούνται άστρα νετρονίων. Το άστρο νετρονίων διαθέτει ισχυρότατο βαρυτικό πεδίο. Υπάρχει άραγε κάποια διαδικασία που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τα νετρόνια του άστρου νετρονίου για πυρηνοσύνθεση;

Η συγχώνευση άστρων νετρονίων

Το 1974 οι αστρονόμοι ανακάλυψαν το πρώτο δυαδικό σύστημα από άστρα νετρονίων. Περιφερόμενο το ένα γύρω από το άλλο, το ζεύγος χάνει συνεχώς ενέργεια, και η σύγκρουσή τους θα είναι το αναπόφευκτο αποτέλεσμα. Οι αστροφυσικοί James Lattimer και David Schramm προσπάθησαν να υπολογίσουν τι θα συμβεί σε μια τέτοια κατάσταση – όχι ακριβώς στην σύγκρουση μεταξύ άστρων νετρονίων, γιατί είναι πολύ περίπλοκη, αλλά μεταξύ ενός άστρου νετρονίου και μιας μαύρης τρύπας.

Ενώ η λάμψεις των εκρήξεων σουπερνόβα επισκιάζουν για λίγο την λάμψη των γαλαξιών που τα φιλοξενούν, τα άστρα νετρονίων είναι εξαιρετικά δύσκολο να τα δούμε. Παρότι η σύγκρουση δυο άστρων νετρονίων είναι δύσκολο να παρατηρηθεί, σύμφωνα με τους Lattimer και Schramm, κατά τη διάρκεια αυτού του εξωτικού γεγονότος θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί η διαδικασία r.

Όταν τα δυο άστρα νετρονίων πλησιάζουν μεταξύ τους φτάνοντας στον τελικό εναγκαλισμό, υφίστανται τεράστιες βαρυτικές παλίρροιες και η σύγκρουση εκτινάσσει τεράστιες ποσότητες ύλης στο διάστημα. Σαν να συμπιέζεται ένα σωληνάριο οδοντόκρεμας ωθώντας προς τα έξω το περιεχόμενο. Πίσω από κάθε άστρο νετρονίων απλώνεται μια ουρά, που περιέχει 10 νετρόνια για κάθε πρωτόνιο, σε θερμοκρασία δισεκατομμυρίων βαθμών. Βαρείς πυρήνες σχηματίζονται μέσα σε χρονικό διάστημα ενός δευτερολέπτου περίπου. Επειδή περιέχουν πάρα πολλά επιπλέον νετρόνια είναι ασταθείς, ραδιενεργοί. Από την διάσπασή τους προκύπτουν πυρήνες χρυσού και λευκόχρυσου.

Τουλάχιστον, αυτό δείχνουν οι προσομοιώσεις των υπολογιστών.

Τα άστρα νετρονίων και τα σουπερνόβα είναι και τα δυο κατάλληλα για την δημιουργία στοιχείων διαμέσου της διαδικασίας r. Αλλά υπάρχει μια μεγάλη διαφορά στην ποσότητα που δημιουργείται σε κάθε περίπτωση. Τα σουπερνόβα παράγουν μια ποσότητα χρυσού στο μέγεθος της Σελήνης, ενώ η συγχώνευση των άστρων νετρονίων ποσότητα χρυσού στο μέγεθος του Δία – χιλιάδες φορές περισσότερη απ’ ότι τα σουπερνόβα – μόνο που τέτοιου είδους συγχωνεύσεις είναι σπανιότερες.

Μπορούμε να καταλάβουμε αν τα βαρέα στοιχεία της Γης προέρχονται από την έκρηξη σουπερνόβα;

Σε μια περσινή δημοσίευση στο περιοδικό Nature περιγράφεται η εύρεση ραδιενεργού σιδήρου-60 στον πυθμένα των ωκεανών, ίχνη από τις εκρήξεις σουπερνόβα των τελευταίων 10 εκατομμυρίων ετών. Ωστόσο αυτά τα σουπερνόβα δεν φαίνεται ότι αντιστοιχούν στα στοιχεία που δημιουργούνται διαμέσου της διαδικασίας r. Όταν οι ίδιοι ερευνητές έψαξαν για πλουτώνιο-244, ένα ασταθές προϊόν της διαδικασίας r που βρίσκεται στον πυθμένα των ωκεανών, βρήκαν πολύ μικρή ποσότητα. Οπουδήποτε κι αν δημιουργούνται αυτά τα βαρύτερα στοιχεία δεν είναι και τόσο συχνά στον γαλαξία μας.

Δεν συμφωνούν όλοι με το συμπέρασμα αυτό. Άλλες ερευνητικές ομάδες ελπίζουν πως θα βρουν ραδιενεργό πλουτώνιο στα ιζήματα της Γης ή άλλα βαριά στοιχεία που σχηματίστηκαν από τις εκρήξεις των σουπερνόβα.

Οι αστρονόμοι θα μπορούσαν επίσης να αναζητήσουν στοιχεία που σχηματίστηκαν διαμέσου της διαδικασίας r και μακριά από τη Γη. Το στοιχείο ευρώπιο που σχηματίζεται με τον τρόπο αυτό έχει μια φασματική γραμμή, που θα μπορούσαν να εντοπίσουν οι αστρονόμοι στις ατμόσφαιρες των άστρων.

Νέα είδη σουπερνόβα και κιλονόβα

Οι επικριτές του μοντέλου της συγχώνευσης άστρων νετρονίων επισημαίνουν ότι το φαινόμενο αυτό είναι εξαιρετικά σπάνιο σε σχέση με τις εκρήξεις των σουπερνόβα. Γι αυτό οι αστρονόμοι εξετάζουν την περίπτωση το 1% των σουπερνόβα που καταρρέουν να συμπεριφέρονται διαφορετικά απ’ ότι προβλέπουν οι κλασικές προσομοιώσεις. Οι διαφοροποιημένες αυτές συνθήκες θα μπορούσαν να δώσουν σημαντικές ποσότητες στοιχείων της διαδικασίας r.

Πάντως, για να προχωρήσουμε σε εξαγωγή συμπερασμάτων καλό θα ήταν να παρατηρήσουμε τη διαδικασία r εν δράσει. Δυο ερευνητικές ομάδες ίσως να το έχουν κάνει ήδη (βλέπε https://arxiv.org/abs/1306.3960 και https://arxiv.org/abs/1306.4971).

Η συγχώνευση άστρων νετρονίων ή ενός άστρου νετρονίου με μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να ανιχνευτεί από το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) – που ήδη έχει «ακούσει» μια συγχώνευση μαύρων τρυπών.

Το 2013 ο δορυφόρος Swift ανίχνευσε μια σύντομη έκρηξη ακτίνων γάμα, έναν τύπο συμβάντος που αποδίδεται στην σύγκρουση άστρων νετρονίων. Κι άλλα τηλεσκόπια ψάχνουν για τέτοιου είδους φαινόμενα που ονομάζονται κιλονόβα. Στις προσομοιώσεις οι παρατηρησιακή υπογραφή του κιλονόβα ταιριάζει με τη συγχώνευση άστρων νετρονίων. Αν το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων LIGO στο μέλλον κατορθώσει να εντοπίσει συγχώνευση άστρων νετρονίων, τότε τα τηλεσκόπια σαν το επερχόμενο τηλεσκόπιο James Webb Space, θα μπορούσαν να στραφούν προς το σημείο που πραγματοποιήθηκε η σύγκρουση. Έτσι θα ήταν δυνατή η παρατήρηση ενός νεογέννητου νέφους στοιχείων που δημιουργήθηκαν μέσω της διαδικασίας r. Και ίσως να κατανοήσουμε οριστικά πως σχηματίζεται ο χρυσός στο σύμπαν.

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες εδώ:

https://www.quantamagazine.org/20170323-where-did-gold-come-from-neutron-stars-or-supernovas/

Στην φωτογραφία με κόκκινο τα στοιχεία που δημιουργούνται διαμέσου της διαδικασίας r (Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine)

http://physicsgg.me/2017/03/26/%cf%80%cf%89%cf%82-%cf%83%cf%87%ce%b7%ce%bc%ce%b1%cf%84%ce%af%ce%b6%ce%b5%cf%84%ce%b1%ce%b9-%ce%bf-%cf%87%cf%81%cf%85%cf%83%cf%8c%cf%82-%cf%80%ce%bf%cf%85-%cf%80%ce%b5%cf%81%ce%b9%ce%ad%cf%87%ce%b5/

gold_periodictables_1000.thumb.png.cb6c278a3acfd60169f5d6593ea3c478.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

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Δημιούργησαν αρνητική μάζα στο εργαστήριο. :cheesy:

Φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον δημιούργησαν ένα υγρό με αρνητική μάζα.

Τι σημαίνει αρνητική μάζα;

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

Είναι η μάζα στην οποία αν ασκήσουμε μια δύναμη, τότε αυτή επιταχύνεται αντίθετα με προς την κατεύθυνση της δύναμης!

Σύμφωνα με τον Michael Forbes, ενός από τους συγγραφείς της εργασίας που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters, το φαινόμενο αυτό σπάνια δημιουργείται σε εργαστηριακές συνθήκες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την μελέτη μιας από τις πιο προκλητικές έννοιες της φυσικής.

Υποθετικά, η ύλη θα μπορούσε να έχει αρνητική μάζα, με την ίδια έννοια που το ηλεκτρικό φορτίο εμφανίζεται ή ως θετικό είτε ως αρνητικό. Έτσι λοιπόν όταν στην συνηθισμένη μάζα (ας την ονομάσουμε θετική) ασκούμε μια δύναμη F, τότε αυτή αποκτά επιτάχυνση α=F/m προς την κατεύθυνση της δύναμης. Αν υπήρχε αρνητική μάζα, τότε να της ασκούσαμε δύναμη F τότε θα αποκτούσε επιτάχυνση αντίθετα προς την κατεύθυνση της δύναμης.

Ο Peter Engels, και οι συνεργάτες του δημιούργησαν τις συνθήκες για αρνητική μάζα ψύχοντας άτομα ρουβιδίου σχεδόν μέχρι το απόλυτο μηδέν, φθάνοντας στην κατάσταση που ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein. Σε αυτή την κατάσταση που προβλέφθηκε θεωρητικά από τους Satyendra Nath Bose και Albert Einstein, τα άτομα κινούνται εξαιρετικά αργά και ακολουθώντας τις αρχές της κβαντικής φυσικής, εμφανίζουν εξωτικές μακροσκοπικές ιδιότητες, μπορούν π.χ. να κινηθούν σαν υπερρευστά, να ρέουν δηλαδή χωρίς να χάνουν ενέργεια.

Χρησιμοποιώντας λέιζερ για την επιβράδυνση των ατόμων ρουβιδίου, μειώνεται περαιτέρω η θερμοκρασία τους, και επιτρέποντας επίσης τα σωματίδια με υψηλές ενέργειες να διαφύγουν, το υλικό ψύχεται ακόμα περισσότερο. Τα λέιζερ παγιδεύουν τα άτομα σε ένα κοίλωμα με εύρος μικρότερο από 100 μm και σ’ αυτό το στάδιο το υπερρευστό ρουβίδιο έχει κανονική μάζα. Σπάζοντας το κοίλωμα τα άτομα του ρουβιδίου μπορούν να διαφύγουν προς τα έξω. Για να δημιουργήσουν αρνητική μάζα, οι ερευνητές εφαρμόζουν μια δεύτερη ομάδα λέιζερ που σπρώχνουν τα άτομα πίσω και εμπρός και αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο περιστρέφονται. Τώρα όταν η ύλη ρουβιδίου εξέρχεται πολύ γρήγορα, συμπεριφέρεται σαν να είχε αρνητική μάζα. Όταν την σπρώχνεις προς τα μπρος αυτή επιταχύνεται προς τα πίσω, σαν να ανακλάται σε έναν αόρατο τοίχο. Η τεχνική που χρησιμοποίησαν οι φυσικοί του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον αποφεύγει κάποιες υποβόσκουσες ατέλειες που συναντώνται σε παλαιότερες προσπάθειες κατανόησης της αρνητικής μάζας.

Σύμφωνα με τον Forbes είναι η πρώτη φορά που επιτεύχθηκε εξαιρετικός έλεγχος σ’ αυτό το είδος της αρνητικής μάζας, χωρίς άλλες επιπλοκές, δημιουργώντας έτσι ένα κατάλληλο περιβάλλον για την μελέτη ενός θεμελιώδους φαινομένου το οποίο είναι πολύ παράξενο.

http://physicsgg.me/2017/04/17/%ce%b4%ce%b7%ce%bc%ce%b9%ce%bf%cf%8d%cf%81%ce%b3%ce%b7%cf%83%ce%b1%ce%bd-%ce%b1%cf%81%ce%bd%ce%b7%cf%84%ce%b9%ce%ba%ce%ae-%ce%bc%ce%ac%ce%b6%ce%b1-%cf%83%cf%84%ce%bf-%ce%b5%cf%81%ce%b3%ce%b1%cf%83/

15.png.6303055c87f409fc2c65935c2f3f9f2e.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...

Παράρτημα στην Καλαμάτα ιδρύει ο «Δημόκριτος» :cheesy:

Το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» ανακοίνωσε ότι ιδρύει παράρτημα στην Καλαμάτα.

Ο δήμαρχος Καλαμάτας Παναγιώτης Νίκας παρέδωσε στο διευθυντή του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής Δρ Σωτήρη Χαρισόπουλο τα κλειδιά του κτηρίου, στο οποίο θα στεγαστούν προσωρινά ορισμένες δραστηριότητες του συγκεκριμένου Ινστιτούτου του «Δημόκριτου».

Θα ακολουθήσει η οριστική εγκατάσταση του «Δημόκριτου» στο Ζουμπούλειο Μέγαρο, σύμφωνα με το μνημόνιο συνεργασίας που υπογράφηκε το καλοκαίρι του 2016 ανάμεσα στο ερευνητικό κέντρο και στο Δήμο Καλαμάτας.

Σε πρώτη φάση, στην Καλαμάτα θα εγκατασταθούν εργαστήρια, γραφεία και αρχειακό υλικό του Ινστιτούτου Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής. Με την ολοκλήρωση της εγκατάστασης, το παράρτημα θα περιλαμβάνει επίσης αίθουσες σεμιναρίων, υπολογιστικές υποδομές, υποδομή για πειραματικές κατασκευές μεγάλης κλίμακας, εκθεσιακό χώρο και υποδομή φιλοξενίας.

Στο παράρτημα Καλαμάτας σχεδιάζεται μελλοντικά να υλοποιηθούν προγράμματα και των υπόλοιπων ινστιτούτων του «Δημόκριτου». Με τον τρόπο αυτό, εγκαινιάζεται η συνεργασία του «Δημόκριτου» με την Περιφέρεια, κάτι που αναμένεται να ενισχύσει τόσο τις δραστηριότητες του ερευνητικού κέντρου, όσο και το άνοιγμα της επιστημονικής δραστηριότητας στην τοπική κοινωνία της Μεσσηνίας.

http://www.tovima.gr/society/article/?aid=879867

834CB74D1AB7690F66E86509A8BBA178.jpg.b994999c21935f6ef9b5c72da446b116.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

Αντώνης Φούρφαρος: πρώτος στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Φυσικής. :cheesy:

Η κατάκτηση, προ oλίγων ημερών, της πρώτης θέσης στον Πανελλήνιο Διαγωνισμό Φυσικής της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών (Ε.Ε.Φ.), μεταξύ 500 συνομηλίκων του, για την οποία βραβεύτηκε από τον διακεκριμένο ακαδημαϊκό καθηγητή Φυσικής υψηλών ενεργειών Δημήτρη Νανόπουλο, δεν είναι η πρώτη διάκριση του Αντώνη Φούρφαρο, μαθητή της Γ΄ τάξης του 4ου Γενικού Λυκείου Αλεξανδρούπολης.

Ο 17χρονος Αντώνης εδώ και χρόνια διαγράφει μία αξιοπρόσεκτη πορεία πανελλήνιων διακρίσεων στις θετικές επιστήμες. Από το γυμνάσιο έως σήμερα έχει διακριθεί σε διαγωνισμό της Μαθηματικής Εταιρίας (2ο βραβείο), Μαθηματικών και Λογικής Σκέψης (1η θέση το 2016 και 2017), καθώς και στο συνέδριο ACSTAC (καλύτερη εργασία στην πληροφορική). Επίσης, κατέχει το πανελλήνιο ρεκόρ στην επίλυση κύβου του Rubik με κλειστά μάτια.

Ανεπιτήδευτα, με εφηβικό ενθουσιασμό αλλά και περισσή συγκρότηση, μιλάει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ αποκαλύπτοντας τη δική του οπτική για την αξία της εκπαίδευσης, του ανταγωνισμού, της διάκρισης και των προτύπων.

«Αν δεν καλλιεργήσουμε τις δυνατότητές μας, δεν γίνεται τίποτα. Είναι πολύ σημαντικό το πώς βλέπουμε το θέμα της νοημοσύνης. Αν βλέπουμε τη νοημοσύνη μας ως κάτι με το οποίο έχουμε γεννηθεί και είναι σταθερό, κάθε φορά που διαγωνιζόμαστε, εάν δεν πετυχαίνουμε το στόχο μας, υπάρχει ο κίνδυνος να θεωρήσουμε ότι δεν είμαστε έξυπνοι και να εγκαταλείψουμε την προσπάθεια. Για μένα είναι σημαντικό το να βλέπουμε κάθε αποτυχία ως κίνητρο βελτίωσης. Να βλέπουμε τις ικανότητές μας, ως κάτι που μπορούμε να βελτιώσουμε».

Αναγνωρίζει πως την αγάπη για τις θετικές επιστήμες και κυρίως για τα μαθηματικά την εμφύσησε ο παππούς και η μητέρα του, διευκρινίζοντας όμως ότι δεν επιφορτίστηκε ποτέ με το βάρος της προσδοκίας των διακρίσεων. «Μου παρείχαν τα κατάλληλα εφόδια για ν’ ανακαλύψω αυτό που αρέσει σ’ εμένα» εξηγεί.

Ο διαγωνισμός είναι για τον Αντώνη μία εμπειρία στην οποία πρέπει να πηγαίνει κανείς απλά γιατί του αρέσει και όχι με σκοπό τη διάκριση και θεωρεί το κάθε αποτέλεσμα ως επιτυχία γιατί «τελικά πάντα μαθαίνεις κάτι». Εκτιμά πως «αν έχουμε στόχο τη διάκριση χάνει το όλο νόημα η συμμετοχή», αλλά δέχεται πως η αξία μίας διάκρισης έχει να κάνει με την προσπάθεια που καταβάλλουμε.

«Πρώτα απ’ όλα πρέπει να διαγωνιζόμαστε με τον εαυτό μας, να βλέπουμε ότι αυτό που εμείς καταφέραμε είναι το καλύτερο που μπορούσαμε και να μην μας ενδιαφέρει το πώς είμαστε σε σχέση με τους άλλους». Δηλώνει μη ανταγωνιστικός και πιστεύει πως εκείνος που λειτουργεί ανταγωνιστικά δεν θ’ αντέξει μία ενδεχόμενη αποτυχία.

Περιγράφει ως καλό δάσκαλο εκείνον που μπορεί να μεταδώσει τη γνώση και να εμπνεύσει τους μαθητές του, αλλά κυρίως αυτόν που τους δίνει τη δυνατότητα να επιδιώκουν και να επιτυγχάνουν τη μάθηση και εκτός σχολείου. Δεν έχει πρότυπα, αλλά θαυμάζει ανθρώπους για τις ιδέες και την προσωπικότητά τους.

Στο άκουσμα της κατάκτησης της πρώτης θέσης στον πανελλήνιο διαγωνισμό φυσικής χάρηκε, κυρίως γιατί δεν «είχα προετοιμαστεί ιδιαίτερα για τον διαγωνισμό, δεν είχα αγωνία και δεν περίμενα να βγω πρώτος».

Αν και σε απόσταση αναπνοής από τις πανελλήνιες εξετάσεις για την είσοδό του στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, εξακολουθεί να βρίσκει χρόνο για τις αγαπημένες του ασχολίες, όπως το πιάνο, η ανάγνωση εξωσχολικών βιβλίων, η ερασιτεχνική όπως λέει ενασχόλησή του με την αστρονομία.

Απαντά με αφοπλιστική ειλικρίνεια πως δεν είναι καθόλου σίγουρος τι θα κάνει μελλοντικά. «Έχω γενικά κάποια πράγματα στο μυαλό μου, πάντα στο πεδίο των θετικών επιστημών αλλά όχι κάτι συγκεκριμένο και νομίζω ότι δεν έχει πολύ νόημα να το σκέφτομαι από τώρα, πριν ολοκληρώσω τις σπουδές μου στον τομέα της Πληροφορικής».

http://physicsgg.me/2017/05/17/%ce%b1%ce%bd%cf%84%cf%8e%ce%bd%ce%b7%cf%82-%cf%86%ce%bf%cf%8d%cf%81%cf%86%ce%b1%cf%81%ce%bf%cf%82-%cf%80%cf%81%cf%8e%cf%84%ce%bf%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%bf%ce%bd-%cf%80%ce%b1%ce%bd%ce%b5%ce%bb%ce%bb/

fourfaros.jpg.9f4aa09cfed62b37ffb834b1cb0ca1ac.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...

Περιορίζοντας την Πέμπτη Δύναμη. :cheesy:

Παρά το γεγονός ότι η γενική θεωρία της σχετικότητας έχει αντέξει στην δοκιμασία του χρόνου, υπάρχουν φυσικοί που διερευνούν εναλλακτικές περιπτώσεις θεωριών, προσπαθώντας να ενοποιήσουν την βαρύτητα με τις άλλες δυνάμεις. Μερικές από αυτές τις θεωρίες περιλαμβάνουν μια επιπλέον δύναμη, πέρα από τις τέσσερις γνωστές θεμελιώδεις δυνάμεις – βαρυτική, ηλεκτρομαγνητική, ασθενή και ισχυρή πυρηνική.

Οι Andrea Ghez και Aurélien Hees από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και οι συνεργάτες τους, μελέτησαν τις τροχιές των άστρων γύρω από το κέντρο του Γαλαξία μας θέτοντας νέα όρια σε μια τέτοια πέμπτη δύναμη. Ενώ παρόμοιοι περιορισμοί είχαν προκύψει από την μελέτη ασθενών βαρυτικών πεδίων, αυτή είναι η πρώτη φορά που τα σενάρια της πέμπτης δύναμης ελέγχονται σε ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο, σαν αυτό που δημιουργείται από την τεράστια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Η ερευνητική ομάδα των φυσικών ανέλυσε δεδομένα 19 ετών που συλλέχθηκαν από το Παρατηρητήριο Keck στην Χαβάη, τα οποία περιγράφουν την δυναμική των δύο άστρων S0-2 και S0-38 που περιφέρονται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία με περιόδους 15,9 και 19,2 ετών, αντίστοιχα. Προσπαθώντας να ταιριάξουν τα δεδομένα αυτά με θεωρητικό μοντέλο που περιλαμβάνει την πέμπτη δύναμη, έθεσαν όρια στις παραμέτρους που περιγράφουν την υποθετική δύναμη, όπως η εμβέλεια και η έντασή της.

Οι παρατηρήσεις των τροχιών των δυο άστρων στο κέντρο του Γαλαξία θέτουν όρια στις θεωρίες βαρύτητας που εισάγουν μια υποθετική πέμπτη δύναμη.

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

Τα όρια που προέκυψαν είναι λιγότερο αυστηρά σε σχέση με αυτά που τέθηκαν από τα δεδομένα των ασθενών βαρυτικών πεδίων του ηλιακού μας συστήματος.

Όμως, υπάρχουν δυο παράγοντες που θα μπορούσαν να οδηγήσουν την ακρίβεια αυτού του τεστ να ξεπεράσει εκείνη των προηγουμένων.

Ο πρώτος είναι η παρατήρηση του άστρου S0-2 το 2018, όταν το άστρο θα βρίσκεται στην πλησιέστερη απόσταση από το κέντρο του Γαλαξία – ένα σημείο όπου οι αποκλίσεις από τη γενική σχετικότητα θα πρέπει να είναι μεγαλύτερες.

Ο δεύτερος είναι η χρήση των νέων και εξαιρετικά μεγάλων τηλεσκοπίων, τα οποία θα επιτρέψουν πιο ακριβείς μετρήσεις των τροχιών των αυτών των άστρων.

https://physicsgg.me/2017/05/26/%cf%80%ce%b5%cf%81%ce%b9%ce%bf%cf%81%ce%af%ce%b6%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%84%ce%b7%ce%bd-%cf%80%ce%ad%ce%bc%cf%80%cf%84%ce%b7-%ce%b4%cf%8d%ce%bd%ce%b1%ce%bc%ce%b7/

medium.png.ba74a2cb70bdeed2b726dc9a9050ebc0.png

fifth-force.png.46b98940212eabfb79f3bfeb05917076.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

Το πείραμα και η θεωρία στη Φυσική. :cheesy:

Ο Max Born (1882 – 1970) έζησε όλες τις μεγάλες εξελίξεις της φυσικής στο πρώτο μισό του εικοστού αιώνα, αλλά και ο ίδιος συμμετείχε σ’ αυτές ως ένας από τους θεμελιωτές της κβαντικής φυσικής (το 1954 βραβεύθηκε με το Νόμπελ φυσικής για την ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης).

Στις 21 Μαΐου του 1943 δίνοντας μια διάλεξη στο King’s College του Newcastle-upon-Tyne για την Φιλοσοφική Εταιρεία και την Εταιρεία Θεωρητικών Επιστημών του Durham, άρχιζε ως εξής:

«Είναι φυσικό να θεωρεί κάποιος ότι η εργασία των χεριών και του νου του είναι χρήσιμη και σημαντική. Ουδείς, λοιπόν, παρεξηγεί τον μανιώδη πειραματικό όταν υπερηφανεύεται για τις μετρήσεις του και κοιτάζει αφ’ υψηλού τη φυσική της «χαρτούρας» του θεωρητικού φίλου του •

ούτε τον θεωρητικό, όταν καυχιέται για τις βαρύγδουπες ιδέες του και απεχθάνεται τα «μουτζουρεμένα» δάχτυλα του πειραματικού – προφανώς όμως αυτή η φιλική αντιπαλότητα μεταστράφηκε σε κάτι το σοβαρό: στη Γερμανία μια σχολή ακραίων πειραματιστών, με ηγέτες τους Lenard και Stark, έχει προχωρήσει τόσο πολύ ώστε να απορρίψει εξ ολοκλήρου τη θεωρία, σαν επινόηση των Εβραίων, ανακηρύσσοντας το πείραμα τη μόνη γνήσια «αρία» επιστημονική μέθοδο.

Υπάρχει και μια αντίθετη άποψη η οποία, μολονότι δεν έχει ρατσιστικό χαρακτήρα, είναι το ίδιο ριζοσπαστική καθώς ισχυρίζεται πως οι νόμοι της φυσικής αποκαλύπτονται σε ένα πνεύμα καλά εκπαιδευμένο στα μαθηματικά και στην επιστημολογία, χωρίς καταφυγή στο πείραμα. Δυο διακεκριμένοι αστρονόμοι, ο Milne και ο Eddington, είναι οπαδοί αυτής της φιλοσοφίας η οποία διακηρύσσει το θρίαμβο της θεωρίας επί του πειράματος.

Είμαι θεωρητικός φυσικός (εβραϊκής καταγωγής) και θα περίμενε κάποιος να συνηγορήσω με αυτή τη φιλοσοφία. Κι όμως δεν το κάνω.

Αντιθέτως, θεωρώ πως αυτές οι ιδέες αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για τη συνεπή ανάπτυξη της επιστήμης….» (ολόκληρο το δοκίμιο κυκλοφορεί στα ελληνικά: Max Born, «Το πείραμα και η θεωρία στη Φυσική» – εκδόσεις τροχαλία)

Σύμφωνα λοιπόν με την ισορροπημένη άποψη του Max Born η φυσική δεν προχωρά χωρίς το πείραμα, αλλά και το πείραμα από μόνο του, δεν συνεισφέρει στην επιστημονική μέθοδο της φυσικής.

Αυτά ισχυριζόταν ο μεγάλος φυσικός Max Born πριν από εβδομήντα και πλέον χρόνια.

Σήμερα φαίνεται ότι τα πράγματα άλλαξαν ραγδαία, τουλάχιστον στην σύγχρονη μέση εκπαίδευση. Έτσι φέτος εισήχθη το μάθημα της φυσικής για πρώτη φορά στην πρώτη γυμνασίου, και αυτοί που σχεδίασαν το αναλυτικό πρόγραμμα μάλλον συγκλίνουν προς τις απόψεις των Lenard και Stark, δεδομένου ότι το αντίστοιχο εγχειρίδιο που μοίρασαν στις μικρούς μαθητές περιγράφει μόνο πειράματα και μετρήσεις, αλλά χωρίς θεωρία. Η φυσική μέσα από τα πειράματα, λένε.

Πειράματα χωρίς φυσική, απαντούν κάποιοι άλλοι με το δίκιο τους.

http://physicsgg.me/2014/05/30/%cf%84%ce%bf-%cf%80%ce%b5%ce%af%cf%81%ce%b1%ce%bc%ce%b1-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%ce%b7-%ce%b8%ce%b5%cf%89%cf%81%ce%af%ce%b1-%cf%83%cf%84%ce%b7-%cf%86%cf%85%cf%83%ce%b9%ce%ba%ce%ae/

max_born.jpg.227baa8f34979cd865b78be8b784bb6a.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...

Διεισδύοντας στο εσωτερικό του πρωτονίου. :cheesy:

Το πρωτόνιο ανακαλύφθηκε σχεδόν πριν από 100 χρόνια από τον Ernest Rutherford και ήταν ένα από τα πρώτα σωματίδια που μελετήθηκε λεπτομερώς. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά σχετικά με το πρωτόνιο που καλύπτονται με ένα πέπλο μυστηρίου.

Από που προέρχεται η μάζα και το σπιν του; Από τι συνίσταται;

Για να απαντήσουν στις ερωτήσεις αυτές οι φυσικοί του πειράματος ATLAS, στο CERN, χρησιμοποιούν τους «πίδακες» (jets) των σωματιδίων που παράγονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) ως μεγεθυντικό φακό για να εξετάσουν την εσωτερική δομή του πρωτονίου.

H δομή και η δυναμική του πρωτονίου περιγράφονται από την θεωρία των ισχυρών αλληλεπιδράσεων, την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD). H θεωρία περιγράφει το πρωτόνιο (και άλλα αδρόνια) σαν ένα σύστημα από στοιχειώδη σωματίδια, στην περίπτωσή μας από κουάρκς και γλοιόνια. Η QCD προβλέπει επίσης ότι οι «πίδακες» των αδρονίων που παράγονται στις συγκρούσεις του LHC θα πετάξουν μακριά από το σημείο αλληλεπίδρασης σε συγκεκριμένες διακριτές κατευθύνσεις. Αυτές οι κατευθύνσεις αντιστοιχούν σε εκείνες των αρχικών κουάρκς και λεπτονίων.

Η πιθανότητα παρατήρησης ενός πίδακα με συγκεκριμένες κινηματικές ιδιότητες (ονομάζεται «ενεργός διατομή») μπορεί να υπολογιστεί από την QCD. Υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να παραχθεί ένας πίδακας με μικρή εγκάρσια ορμή (η ορμή στο επίπεδο που είναι κάθετο στη δέσμη) από την παραγωγή ενός πίδακα με μεγάλη εγκάρσια ορμή.

Ο ανιχνευτής ATLAS μπορεί να μετράει πίδακες σε ένα μεγάλο εύρος εγκάρσιων ορμών, με ρυθμό παραγωγής που μεταβάλλεται περισσότερο από δέκα τάξεις μεγέθους. Έχουν ανιχνευθεί δισεκατομμύρια πίδακες με εγκάρσια ορμή 100 GeV, αλλά μέχρι τώρα έχουμε δει πολύ λίγους πίδακες με ορμή 2 TeV. H εντυπωσιακή επιτυχία της QCD είναι πως καταφέρνει να περιγράψει αυτό το μεγάλο εύρος ενεργειών με μεγάλη ακρίβεια.

Σε μια πρόσφατη δημοσίευση, οι φυσικοί του ATLAS, μέτρησαν πόσοι πίδακες μιας δεδομένης εγκάρσιας ορμής υπήρξαν στα δεδομένα του 2012. Στη συνέχεια συνέκριναν τα αποτέλεσματα με διάφορες θεωρητικές προβλέψεις και βρέθηκαν να συμφωνούν. Αυτά τα αποτελέσματα αναμένεται να περιορίσουν τις αυθαίρετες παραμέτρους που απαιτούνται για την περιγραφή της δομής του πρωτονίου.

http://physicsgg.me/2017/06/13/%ce%b4%ce%b9%ce%b5%ce%b9%cf%83%ce%b4%cf%8d%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%83%cf%84%ce%bf-%ce%b5%cf%83%cf%89%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%b9%ce%ba%cf%8c-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%80%cf%81%cf%89%cf%84%ce%bf/

inclusive-jet-cross-section.png.71b823a42426ef8a4b0305415b3aecec.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

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Κατασκεύασαν υλικό που «περπατάει» όταν φωτίζεται. :cheesy:

Ερευνητές στην Ολλανδία δημιούργησαν ένα πολυμερές υλικό που, όταν πέφτει πάνω του το φως, προχωρά μόνο του.

Πρόκειται για την πρώτη στον κόσμο «μηχανή» που μετατρέπει το φως απευθείας σε προωθητική κίνηση.

Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Αϊντχόφεν, με επικεφαλής τον καθηγητή Ντικ Μπρόερ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature».

https://www.nature.com/nature/journal/v546/n7660/full/nature22987.html

H συσκευή έχει το μέγεθος συνδετήρα και προχωρά με την ταχύτητα κάμπιας, διανύοντας απόσταση έως μισό εκατοστό το δευτερόλεπτο.

Οι ερευνητές θεωρούν ότι η εφεύρεσή τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μεταφέρει μικρά αντικείμενα σε δυσπρόσιτα μέρη ή να καθαρίζει επιφάνειες όπως ενός φωτοβολταϊκού από τις σκόνες.Τα πειράματα έδειξαν ότι η συσκευή από το συγκεκριμένο υλικό είναι αρκετά δυνατή για να μεταφέρει ένα μεγαλύτερο και βαρύτερο από την ίδια αντικείμενο και μάλιστα στην…ανηφόρα.

Το συγκεκριμένο πολυμερές υλικό, που περιέχει υγρούς κρυστάλλους, αρχίζει να κάνει μόνο του κυματιστές κινήσεις υπό την επίδραση του φωτός. Αυτό οφείλεται στο ότι, σε αντίδραση προς το φως, παραμορφώνεται συνεχώς, καθώς η μία πλευρά του υλικού συστέλλεται και η άλλη διαστέλλεται. Mε αυτόn τον τρόπο, μπορεί να προχωρά προς τα εμπρός, όταν πέφτει το φως πάνω του, ενώ σταματά αμέσως μόλις αυτό σβήσει.

http://physicsgg.me/2017/06/29/%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%cf%83%ce%ba%ce%b5%cf%8d%ce%b1%cf%83%ce%b1%ce%bd-%cf%85%ce%bb%ce%b9%ce%ba%cf%8c-%cf%80%ce%bf%cf%85-%cf%80%ce%b5%cf%81%cf%80%ce%b1%cf%84%ce%ac%ce%b5%ce%b9-%cf%8c%cf%84%ce%b1/

15.jpg.810c05282b1e0c245b8b72822027244d.jpg

csm_bvof_2017_0607_.jpg.5e520852842160cb1ddb571a7d0e830d.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

Oι εμπνευσμένοι δάσκαλοι της Φυσικής. :cheesy:

“Ένα ακόμη παράδειγμα χαρισματικού δασκάλου ήταν ο Γερμανός θεωρητικός φυσικός, Άρνολτ Ζόμερφελντ. O Ζόμερφελντ, που δεν πήρε Νόμπελ (αν και προτάθηκε 84 φορές), είχε πολλούς μαθητές μεταξύ των οποίων οι βραβευμένοι με Νόμπελ Βέρνερ Χάιζενμπεργκ, Βόλφγκανγκ Πάουλι, Χανς Μπέτε, Πίτερ Ντεμπάι. Ένας από τους προαναφερθέντες φυσικούς, ο Χανς Μπέτε είχε ως δάσκαλο, εκτός από το Ζόμερφελντ, και τον Ιταλό φυσικό Ενρίκο Φέρμι, τα μαθήματα του οποίου διακρίνονταν για την άρτια προετοιμασία τους καθώς και για την απλότητητά τους.

http://www.scoop.it/t/physicists-and-physics/p/4081014797/2017/07/01/o

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

Ζύγισαν το πρωτόνιο και το βρήκαν ελαφρύτερο. :cheesy:

Μετά την ακριβέστερη μέτρηση της μάζας του ηλεκτρονίου, οι ερευνητές Sturm et al κατάφεραν να μετρήσουν και την μάζα του πρωτονίου με την μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ. Συγκεκριμένα, πέτυχαν τριπλάσια ακρίβεια σε σχέση με την προηγούμενη καλύτερη μέτρηση, υπολογίζοντας την μάζα του πρωτονίου ίση με

mp = 1.007 276 466 583 (15)(29) u

Η πρώτη παρένθεση εκφράζει το στατιστικό σφάλμα, η δεύτερη το συστηματικό και το u είναι η ατομική μονάδα μάζας. Η τιμή αυτή είναι μικρότερη σε σχέση με τις τελευταίες μετρήσεις. Όμως, κανείς δεν είναι ακόμα σίγουρος γιατί τα αποτελέσματα διαφωνούν.

Η πειραματική μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε είναι παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιήθηκε για την μέτρηση της μάζας του ηλεκτρονίου.

Η ευαισθησία της διάταξης ήταν τόσο μεγάλη που, κατ’ αναλογία, αν ζύγιζε ένα πιάνο θα μπορούσε να διακρίνει την διαφορά στην μάζα του αν πάνω του έπεφτε μια βλεφαρίδα!

Δεδομένου ότι όλα τα άτομα περιέχουν πρωτόνια, η ακριβής μέτρηση των απλούστερων χαρακτηριστικών του – όπως η μάζα και το φορτίο του – μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση θεμελιωδών ερωτημάτων στη φυσική, συμπεριλαμβανομένου και του γιατί το σύμπαν περιέχει περισσότερη ύλη από αντιύλη.

Η ομάδα του Sturm σχεδιάζει μια βελτιωμένη επανάληψη της μέτρησης, έτσι ώστε η ακρίβεια να εξαπλασιαστεί. Μέχρι τότε, όταν θα συγκρίνουμε τη μάζα του πρωτονίου με αυτή του ηλεκτρονίου θα λέμε ότι το πρωτόνιο είναι 1836.152673346(81) βαρύτερο από το ηλεκτρόνιο!

http://physicsgg.me/2017/07/04/%ce%b6%cf%8d%ce%b3%ce%b9%cf%83%ce%b1%ce%bd-%cf%84%ce%bf-%cf%80%cf%81%cf%89%cf%84%cf%8c%ce%bd%ce%b9%ce%bf-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%cf%84%ce%bf-%ce%b2%cf%81%ce%ae%ce%ba%ce%b1%ce%bd-%ce%b5%ce%bb%ce%b1%cf%86/

proton-mass.png.5e4bfff89770142c908c1b06d82aa4d3.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

Ένα κιλό, η σταθερά του Planck και το διεθνές σύστημα μονάδων. :cheesy:

Η ερευνητική ομάδα του NIST (National Institute of Standards and Technology) πραγματοποίησε τον ακριβέστερο προσδιορισμό της σταθεράς του Planck, κάτι που θα βοηθήσει στον επαναπροσδιορισμό του ενός χιλιογράμμου.

Χρησιμοποιώντας μια συσκευή τελευταίας τεχνολογίας για την μέτρηση της μάζας, οι ερευνητές του NIST μέτρησαν με εκπληκτική ακρίβεια την σταθερά h του Planck, μιας από τις σημαντικότερες σταθερές της φυσικής, χρησιμοποιώντας το Διεθνές Πρωτότυπο του ενός Χιλιογράμμου. Η μέτρηση αυτή θα χρησιμοποιηθεί αντιστρόφως, για τον επανακαθορισμό του χιλιογράμμου, την θεμελιώδη μονάδα μάζας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

Η εργασία των ερευνητών Haddad et al με τίτλο «Measurement of the Planck constant at the National Institute of Standards and Technology from 2015 to 2017» που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Metrologia, θα συμβάλλει στην αναδιάρθρωση του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων συναρτήσει των θεμελιωδών σταθερών της φύσης.

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1681-7575/aa7bf2/pdf

Η νέα μέτρηση της σταθεράς του Planck είναι 6.626069934 x 10−34 kg∙m2/s, με σχετικό σφάλμα μόνο 13×10−9. Η προηγούμενη μέτρηση που δημοσιεύθηκε το 2016 είχε σχετικό σφάλμα 34×10−9.

Το Χιλιόγραμμο ορίζεται με έναν μοναδικό κύλινδρο από κράμα λευκόχρυσου-ιριδίου, ύψους και διαμέτρου 39 mm, που φυλάσσεται ευλαβικά εδώ και 127 χρόνια στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στις Σέβρες, έξω από το Παρίσι. Σύμφωνα με μια εκτίμηση που έγινε το 1989, το Διεθνές Πρωτότυπο του Χιλιογράμμου βρέθηκε να απέχει 50 εκατομμυριοστά του γραμμαρίου από την τιμή του ενός κιλού, είχε «χάσει» δηλαδή μάζα. Και αυτό προκαλεί την γκρίνια πολλών φυσικών οι οποίοι θα προτιμούσαν να ορίσουν τις θεμελιώδεις μονάδες – συμπεριλαμβανομένων του χιλιογράμμου, του μέτρου και του δευτερολέπτου – χρησιμοποιώντας αμετάβλητες ιδιότητες της φύσης, παρά αυθαίρετα μήκη, μάζες και χρονικά διαστήματα.

Σύμφωνα με τον Stephan Schlamminger: «Αν ερχόμασταν σε επαφή με εξωγήινους και συγκρίναμε τα συστήματα των μονάδων μέτρησης, θα γινόμασταν ο περίγελος του γαλαξία».

Η ακριβέστερη μέτρηση της σταθεράς του Planck θα βοηθήσει στον επαναπροσδιορισμό του ενός χιλιογράμμου συναρτήσει των παγκόσμιων φυσικών σταθερών.

H σταθερά του Planck επιτρέπει τους φυσικούς να συσχετίζουν την μάζα με την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια.

Για να μετρήσουν την σταθερά του Planck οι φυσικοί του NIST χρησιμοποιούν μια διάταξη γνωστή ως ζυγός Kibble – η αρχική του ονομασία ήταν ζυγός Watt.

Οι ερευνητές υιοθέτησαν το νέο όνομα πριν από έναν χρόνο για να τιμήσουν τον εκλιπόντα Βρετανό φυσικό Bryan Kibble, ο οποίος ανακάλυψε την τεχνική αυτή πριν από 40 χρόνια.

Ο ζυγός Kibble του NIST χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις για να ισορροπήσει μια μάζα ενός χιλιογράμμου. Οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις δημιουργούνται από ένα πηνίο που είναι τοποθετημένο μεταξύ δυο μόνιμων μαγνητών.

Ο ζυγός Kibble έχει δυο τρόπους λειτουργίας.

Στον πρώτο τρόπο, ένα ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει το πηνίο δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο που αλληλεπιδρά με το μόνιμο μαγνητικό πεδίο και ασκεί μια δύναμη προς τα πάνω ισορροπώντας μια μάζα ενός χιλιογράμμου.

Στον δεύτερο τρόπο, το πηνίο ανυψώνεται με σταθερή ταχύτητα. Αυτή η κίνηση προς τα πάνω επάγει μια τάση στο πηνίο, η οποία είναι ανάλογη με την ένταση του μαγνητικού πεδίου. Μετρώντας το ρεύμα, την τάση και την ταχύτητα του πηνίου οι πειραματιστές μπορούν να υπολογίσουν την σταθερά του Planck, η οποία ανάλογη με την ποσότητα της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που απαιτείται για την ισορροπία της μάζας.

Σύμφωνα με την παραπάνω εικόνα, η φυσική του ζυγού Watt (ή Kibble) είναι πολύ απλή. Από την τελική εξίσωση IV=mgυ παίρνουμε m=VI/gυ.

Όλα τα μεγέθη στo δεύτερο μέρος της εξίσωσης μπορούν να μετρηθούν με εξαιρετική ακρίβεια. Πως;

Η ένταση και η τάση του ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιώντας κβαντο-ηλεκτρικά φαινόμενα (κβαντικό φαινόμενο Hall και φαινόμενο Josephson) που μπορούν να μετρηθούν με εργαστηριακά όργανα και η ένταση του πεδίου βαρύτητας χρησιμοποιώντας μια υπερ-ευαίσθητη συσκευή που ονομάζεται απόλυτο βαρυτόμετρο.

Η ταχύτητα μπορεί να μετρηθεί παρακολουθώντας την κίνηση του πηνίου με συμβολομετρία, που λειτουργεί στην κλίμακα του μήκους κύματος του φωτός του λέιζερ.

Που βρίσκεται η σταθερά του Planck σ’ όλα αυτά;

Στον τρόπο με τον οποίο μετράμε την ένταση και την τάση του ηλεκτρικού ρεύματος διαμέσου των κβαντο-ηλεκτρικών φαινομένων Hall και Josephson. Εκεί υπεισέρχονται η σταθερά Josephson [=h/(2e)] και η σταθερά von Klitzing [=h/e2] οι οποίες εξαρτώνται από την σταθερά h του Planck και το φορτίο του ηλεκτρονίου.

Έτσι ο ζυγός Watt (Kibble) μπορεί να προσδιορίσει την σταθερά Planck όταν η μάζα είναι ακριβώς γνωστή (όπως στην περίπτωση του πρότυπου χιλιογράμμου). Ο επερχόμενος επαναπροσδιορισμός του χιλιογράμμου θα αποδώσει μια συγκεκριμένη τιμή στην σταθερά του Planck, επιτρέποντας στον ζυγό Watt (Kibble) να μετρά την μάζα χωρίς αναφορά στο Διεθνές Πρωτότυπο του Χιλιογράμμου ή σε κάποιο άλλο φυσικό αντικείμενο.

Τρεις είναι οι βασικοί λόγοι για τους οποίους οι νέες μετρήσεις είναι βελτιωμένες, σύμφωνα με τον φυσικό Stephan Schlamminger που ηγείται της προσπάθειας στο NIST.

Πρώτον, οι ερευνητές είχαν στη διάθεσή τους πολύ περισσότερα δεδομένα. Για να προκύψει το νέο αποτέλεσμα χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις 16 μηνών, από τον Δεκέμβριο του 2105 έως τον Απρίλιο του 2017. Η αύξηση της πειραματικής στατιστικής μειώνει το σφάλμα στην τιμή της σταθερά του Planck.

Δεύτερον, οι ερευνητές εξέτασαν τις μεταβολές στο μαγνητικό πεδίο κατά τη διάρκεια των δυο τρόπων λειτουργίας της διάταξης και διαπίστωσαν ότι αυτές είχαν υπερεκτιμήσει την επίδραση του μαγνητικού πεδίου του πηνίου στο μόνιμο μαγνητικό πεδίο. Έτσι, η επακόλουθη διόρθωση στις νέες μετρήσεις αύξησε την τιμή της σταθεράς του Planck και μείωσε την αβεβαιότητα της μέτρησης.

Τέλος, οι ερευνητές μελέτησαν πολύ προσεκτικά το πώς η ταχύτητα του κινούμενου πηνίου επηρεάζει την τάση. «Μεταβάλλαμε την ταχύτητα με την οποία μετακινούσαμε το πηνίο μέσα στο μαγνητικό πεδίο από 0,5 έως 2 χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο», εξηγεί η Darine Haddad. Σε ένα μαγνητικό πεδίο, το πηνίο λειτουργεί ως ηλεκτρικό κύκλωμα που χαρακτηρίζεται από μια χωρητικότητα πυκνωτή, μια ωμική αντίσταση και τον συντελεστή αυτεπαγωγής του πηνίου. Σε ένα κινούμενο πηνίο, αυτά τα στοιχεία κυκλώματος παράγουν μια ηλεκτρική τάση η οποία μεταβάλλεται με τον χρόνο. Οι ερευνητές μέτρησαν αυτή την χρονικά εξαρτώμενη μεταβολή της τάσης και λαμβάνοντας υπόψη τους το φαινόμενο μείωσαν το σφάλμα της σταθεράς του Planck.

Αυτή η νέα μέτρηση συνδέεται με άλλες μετρήσεις της σταθεράς Planck σε όλο τον κόσμο. Μια μέτρηση με την ίδια μέθοδο Kibble στον Καναδά, έχει σχετικό σφάλμα 9,1×10−9. Δυο άλλες νέες μετρήσεις χρησιμοποιούν την εναλλακτική τεχνική Avogadro η οποία περιλαμβάνει τον υπολογισμό του αριθμού των ατόμων σε μια σφαίρα καθαρού πυριτίου. Οι νέες μετρήσεις έχουν τόσο μικρό σφάλμα που υπερβαίνουν τις διεθνείς προδιαγραφές για τον επαναπροσδιορισμό της μονάδας του ενός χιλιογράμμου σε σχέση με την σταθερά του Planck. «Αρκεί να υπάρχουν τρία πειράματα με σχετικό σφάλμα κάτω από 50×10−9 και ένα κάτω από 20×10−9», λέει ο Schlamminger, «αλλά εδώ έχουμε τρία πειράματα με σφάλμα κάτω από 20×10−9».

Όλες αυτές οι νέες τιμές της σταθεράς του Planck δεν αλληλοκαλύπτονται, «αλλά βρίσκονται σε εκπληκτικά καλή συμφωνία», συνεχίζει ο Schlamminger, «αν ληφθεί υπόψιν το γεγονός ότι χρησιμοποιούνται εντελώς διαφορετικές μέθοδοι». Αυτές οι τιμές θα υποβληθούν σε μια ομάδα γνωστή ως CODATA, η οποία θα εξετάσει όλες αυτές τις μετρήσεις για τον καθορισμό της νέας τιμής της σταθεράς του Planck. Ο επανακαθορισμός του χιλιογράμμου έχει προγραμματιστεί για τον Νοέμβριο του 2018, μαζί με άλλες μονάδες του Διεθνούς Συστήματος.

Τον Δεκέμβριο του 2013, πριν αρχίσουν τα πειράματα στο NIST με τον ζυγό Kibble, τα μέλη της ερευνητικής ομάδας του Schlamminger έγραψαν τις προβλέψεις τους για την τιμή της σταθεράς του Planck που θα προέκυπτε από το πείραμα. Νικητής αναδείχθηκε ο Shisong Li, του οποίου η πρόβλεψη διέφερε μόνο κατά 5 δισεκατομμυριοστά από το πειραματικό αποτέλεσμα.Φωτ.

http://physicsgg.me/2017/07/04/%ce%ad%ce%bd%ce%b1-%ce%ba%ce%b9%ce%bb%cf%8c-%ce%b7-%cf%83%cf%84%ce%b1%ce%b8%ce%b5%cf%81%ce%ac-%cf%84%ce%bf%cf%85-planck-%ce%ba%ce%b1%ce%b9-%cf%84%ce%bf-%ce%b4%ce%b9%ce%b5%ce%b8%ce%bd%ce%ad%cf%82/

plancks-constant-predictions-napkin_cropped_hr.thumb.jpg.f33115ba41bf909065b5ff1f3ef38bc3.jpg

kg_math_diag_rev800_1.thumb.png.373a44d08625f215a2357f140be95160.png

kilograms-stacked_cropped_hr.jpg.0ea1856e1af40ab5a24c930cf41351ac.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

  • 1 μήνα αργότερα...

Η ταχύτερη λάμψη του κόσμου. :cheesy:

Το φως άναψε μόνο για 53 πεντάκις εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου: αμερικανοί ερευνητές καμαρώνουν για τον ταχύτερο παλμό φωτός που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα, μια εξέλιξη που διευρύνει το παράθυρο για τη μελέτη της ύλης σε υποατομικό επίπεδο.

Η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Κεντρικής Φλόριντα περιγράφει στην επιθεώρηση Nature Communications πώς παρήγαγε έναν παλμό ακτίνων Χ που διήρκεσε μόλις 53 attosecond ή 5,3 x 10-19 δευτερόλεπτα.

Ήταν ένας ασύλληπτα γρήγορος παλμός, δεδομένου ότι στον χρόνο αυτόν το φως προλαβαίνει να διανύσει απόσταση μικρότερη από το ένα χιλιοστό του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας.

Όπως οι κάμερες υψηλής ταχύτητας μπορούν να καταγράφουν βίντεο γρήγορων φαινομένων όπως η πτήση μιας υπερηχητικής σφαίρας, οι παλμοί ακτίνων Χ επιτρέπουν στους φυσικούς να απαθανατίζουν τα ταχύτατα ηλεκτρόνια σε άτομα και μόρια, εξηγεί ανακοίνωση του πανεπιστημίου.

«Παλμοί ακτίνων Χ στην κλίμακα των attosecond θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν προκειμένου να βιντεοσκοπήσουμε σε αργή κίνηση ηλεκτρόνια και άτομα σε ζωντανά κύτταρα» λέει ο καθηγητής Ζενγκού Τσανγκ, επικεφαλής της μελέτης.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1500158218

CE28C631CBACBCB5184E4A297743AC59.jpg.ad5d04927f7f958ba72fd830439822f4.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 νόμος του ισχυρότερου επιβάλλεται στην φυσική. :cheesy:

Μια θεωρία της ισχυρής πυρηνικής δύναμης περιγράφει με ακρίβεια την ασθενή πυρηνική δύναμη.

Υπάρχουν δυο είδη πυρηνικών δυνάμεων: οι ισχυρές και οι ασθενείς. Η ισχυρή δύναμη εμφανίζεται στις αλληλεπιδράσεις των κουάρκς, ενώ η ασθενής δύναμη είναι υπεύθυνη για τις ραδιενεργές διασπάσεις βήτα. Ενώ τα δυο αυτά είδη δυνάμεων συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά, για πρώτη φορά μια νέα θεωρητική μελέτη [Proton-proton fusion and tritium β-decay from lattice quantum chromodynamics, Kostas Orginos et al]

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.062002

εφαρμόζει ένα μοντέλο της ισχυρής δύναμης, στον προσδιορισμό παραμέτρων από δυο διαδικασίες που καθορίζει η ασθενής δύναμης: την σύντηξη πρωτονίου-πρωτονίου και την διάσπαση βήτα του τριτίου (3Η). Οι τιμές που υπολόγισε η ερευνητική ομάδα NPLQCD βρίσκονται σε συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα. Με λίγες ακόμα βελτιώσεις, αυτή η μέθοδος μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών της πυρηνικής αστροφυσικής και της φυσικής των νετρίνων.

Η ισχυρή δύναμη περιγράφεται από την Κβαντική ΧρωμοΔυναμική (QCD), μια θεωρία γνωστή για την διαβόητη δυσκολία της να επιλυθεί, δεδομένου ότι η ισχυρή ελκτική δύναμη μεταξύ των κουάρκ αυξάνεται με την απόσταση. Οι φυσικοί ασχολήθηκαν με την δυσεπιλυτότητα της QCD πραγματοποιώντας υπολογισμούς σε ένα τετραδιάστατο πλέγμα. Η Κβαντική Χρωμοδυναμική πλέγματος δίνει προσεγγιστικές λύσεις που γίνονται όλο και πιο ακριβείς καθώς οι αποστάσεις του πλέγματος τείνουν προς το μηδέν.

Με βάση την QCD πλέγματος, οι ερευνητές του NPLQCD θεώρησαν την ασθενή δύναμη ως ένα «πεδίο υποβάθρου» και υπολόγισαν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών νουκλεονίων και ελαφρών πυρήνων, όπως πρωτόνια, νετρόνια, δευτέρια, κ.λπ. – τις βασικές πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που παράγουν την ενέργεια των άστρων, σαν τον Ήλιο μας.

Υπολόγισαν επίσης και μια παράμετρο που συνδέεται με τον ρυθμό της διάσπασης βήτα του τριτίου

Παρά το γεγονός ότι χρησιμοποίησαν μεγάλες, μη ρεαλιστικές, μάζες κουάρκ για να κάνουν τους υπολογισμούς ευκολότερους, τα αποτελέσματα ήταν σύμφωνα με παλαιότερες εκτιμήσεις. Με την χρήση πιο ρεαλιστικών τιμών στις μάζες των κουάρκ, το μοντέλο θα δώσει μια ακριβέστερη τιμή για τον ρυθμό διάσπασης βήτα του τριτίου, η οποία θα θέσει αυστηρότερα όρια στην μάζα του νετρίνου.

http://physicsgg.me/2017/08/13/%ce%bf-%ce%bd%cf%8c%ce%bc%ce%bf%cf%82-%cf%84%ce%bf%cf%85-%ce%b9%cf%83%cf%87%cf%85%cf%81%cf%8c%cf%84%ce%b5%cf%81%ce%bf%cf%85-%ce%b5%cf%80%ce%b9%ce%b2%ce%ac%ce%bb%ce%bb%ce%b5%cf%84%ce%b1%ce%b9-%cf%83/

tritium.png.d1cb0be55b0ccf2cdb8f1cafd1c5f292.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

Συμπληρώνοντας το προφίλ του τετρακουάρκ. :cheesy:

Τα τελευταία χρόνια οι φυσικοί έχουν εντοπίσει διάφορα σωματίδια, η δομή των οποίων εξηγείται, αν θεωρήσουμε ότι περιέχουν τέσσερα κουάρκ, αντί για δυο ή τρία που περιέχουν συνήθως άλλα σωματίδια. Ένας από τους πρώτους υποψήφιους για την κατηγορία των τετρακουάρκ ήταν το σωματίδιο Zc(3900), με μάζα 3900 MeV∕c2.

Αν και το Zc(3900) φαίνεται να αποτελείται από δυο γοητευτικά κουάρκ, ένα κάτω και ένα άνω κουάρκ, αρκετό μυστήριο περιβάλλει ακόμα αυτό το σωματίδιο.

Το κινεζικό εργαστήριο BESIII (Beijing Electron Positron Collider) ερεύνησε περαιτέρω το Zc(3900), υπολογίζοντας δυο σημαντικές κβαντικές παραμέτρους του σωματιδίου – το σπιν και την ομοτιμία.

Οι πρώτες παρατηρήσεις του Zc(3900) έγιναν το 2013 στο BESIII, και ανεξάρτητα στο ιαπωνικό εργαστήριο Belle (στον επιταχυντή High Energy Accelerator Research Organization της Tsukuba).

Και τα δυο πειράματα ανίχνευσαν την υπογραφή του νέου σωματιδίου στις συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, διαμέσου της ανίχνευσης του μεσονίου J∕ψ και δυο πιονίων. Έκτοτε, το πείραμα BESIII ανίχνευσε ακόμη ένα τετρακουάρκ, με μάζα 3885 MeV∕c2, σε συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων μέσα από την ανίχνευση μεσονίων D.

Με τόσο μικρή διαφορά μάζας, προκύπτει μια πολύ εύλογη ερώτηση:

μπορεί το σωματίδιο Zc(3885) να ταυτίζεται με το σωματίδιο Zc(3900);

Για να απαντηθεί το ερώτημα αυτό αρκεί να συγκρίνουμε το σπιν και την ομοτιμία των σωματιδίων. Οι φυσικοί του πειράματος BESIII συνέλλεξαν πάνω από 6000 γεγονότα από τα δεδομένα που πληρούν τα κριτήρια του σωματιδίου Zc(3900) και πραγματοποιώντας την αποκαλούμενη ανάλυση μερικών κυμάτων, συνέκριναν τα επιλεγμένα γεγονότα με προσομοιώσεις για σωματίδια με διαφορετικές τιμές ομοτιμίας και σπιν.

Η προσομοίωση με σπιν 1 και άρτια ομοτιμία έδωσε την καλύτερη προσαρμογή στα πειραματικά δεδομένα, που σημαίνει ότι το σωματίδιο Zc(3900) έχει το ίδιο σπιν και ομοτιμία με το Zc(3885), του οποίου οι παράμετροι είχαν μετρηθεί προηγουμένως.

Το αποτέλεσμα αυτό στηρίζει την υπόθεση ότι τα δυο σωματίδια στην πραγματικότητα ταυτίζονται.

http://physicsgg.me/2017/08/16/%cf%83%cf%85%ce%bc%cf%80%ce%bb%ce%b7%cf%81%cf%8e%ce%bd%ce%bf%ce%bd%cf%84%ce%b1%cf%82-%cf%84%ce%bf-%cf%80%cf%81%ce%bf%cf%86%ce%af%ce%bb-%cf%84%ce%bf%cf%85-%cf%84%ce%b5%cf%84%cf%81%ce%b1%ce%ba%ce%bf/

15.png.75afe0a54c1ecb2e43ade62a7aee040a.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

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