Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα physics. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα physics. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Σάββατο 21 Ιουνίου 2014
Κυριακή 1 Ιουνίου 2014
0
Τηλεμεταφέρθηκαν κβαντικές πληροφορίες – Έπεται ο άνθρωπος
Ακριβή τηλεμεταφορά
κβαντικών πληροφοριών σε απόσταση τριών μέτρων πέτυχαν Ολλανδοί
επιστήμονες πραγματοποιώντας το πρώτο βήμα για τον διακτινισμό ανθρώπων από ένα
σημείο σε ένα άλλο.
Προς το παρόν ο διακτινισμός είναι εφικτός μόνο σε τηλεοπτικές ταινίες όπως η διάσημη “Μύγα”.
Η τηλεμεταφορά κβαντικών δεδομένων θα συντελέσει καταρχάς στην εξασφάλιση ασφαλέστερων επικοινωνιών εξολοκλήρου προστατευμένων από “υποκλοπές”. Σε δεύτερη φάση θα αποτελέσει τη βάση για τη δημιουργία ενός «κβαντικού διαδικτύου», που θα διασυνδέει αστραπιαία εξίσου γρήγορους κβαντικούς υπολογιστές.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η τηλεμεταφορά αφορά κατά βάση την κατάσταση ενός σωματιδίου. «Εφόσον κάνουμε την παραδοχή ότι δεν είμαστε τίποτε άλλο παρά μια συλλογή ατόμων συνενωμένων με συγκεκριμένο τρόπο, θεωρητικά φαίνεται εφικτό να τηλεμεταφέρουμε τους εαυτούς μας από το ένα μέρος στο άλλο. Πρακτικά, κάτι τέτοιο συγκεντρώνει λίγες πιθανότητες, αλλά το να πούμε ότι δεν θα γίνει ποτέ , αυτό θα ήταν μια παρακινδυνευμένη πρόβλεψη. Δεν θα το απέκλεια, επειδή κανείς θεμελιώδης φυσικός νόμος δεν το αποκλείει. Αν όμως συμβεί ποτέ, μιλάμε για το απώτερο μέλλον», δήλωσε ο επικεφαλής της έρευνας, καθηγητής Ρόναλντ Χάνσον του Ινστιτούτου Νανοεπιστήμης του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας Ντελφτ.
—Το πείραμα
Οι ερευνητές έδειξαν, με το νέο πείραμά τους, ότι είναι δυνατό να τηλεμεταφερθούν (και μάλιστα με αξιοπιστία 100%) πληροφορίες, κωδικοποιημένες σε υποατομικά σωματίδια, ανάμεσα σε δύο σημεία με απόσταση τριών μέτρων το ένα από το άλλο. Η τηλεμεταφορά βασίζεται στο μυστηριώδες φαινόμενο της κβαντικής «εμπλοκής» ή κβαντικού «εναγκαλισμού», κατά την οποία η κατάσταση ενός σωματιδίου επηρεάζει αυτόματα την κατάσταση ενός άλλου μακρινού σωματιδίου (κάτι που καθόλου δεν άρεσε στον Αϊνστάιν, επειδή δεν μπορούσε να το εξηγήσει).
Στο ολλανδικό πείραμα χρησιμοποιήθηκαν «εναγκαλισμένα» ηλεκτρόνια παγιδευμένα μέσα σε κρύσταλλο διαμαντιού σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Οι ερευνητές πέτυχαν την τηλεμεταφορά τεσσάρων διαφορετικών καταστάσεων των υποατομικών σωματιδίων, που η κάθε μία αντιστοιχούσε σε μια μονάδα κβαντικής πληροφορίας (qubit) – κατ’ αντιστοιχία των συμβατικών δυαδικών μονάδων ψηφιακής πληροφορίας (bit). Ένας βασικός στόχος των επιστημόνων είναι να δημιουργήσουν έναν ισχυρό κβαντικό υπολογιστή, που θα μπορεί να δουλεύει με έναν μεγάλο αριθμό «εναγκαλισμένων» κβαντικών μονάδων πληροφοριών (qubits), κάτι που όμως ακόμη δεν έχει καταστεί εφικτό.
Οι επιστήμονες του Ντελφτ σχεδιάζουν, τον Ιούλιο, μια πολύ πιο φιλόδοξη τηλεμεταφορά σε απόσταση 1.300 μέτρων στο χώρο του πανεπιστημίου. Συνολικά σε όλο τον κόσμο, πέντε έως έξι επιστημονικές ομάδες ανταγωνίζονται για το ποιά θα πετύχει πρώτη την κβαντική τηλεμεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις, ίσως και με ταχύτητα μεγαλύτερη και από του φωτός.
Η σχετική δημοσίευση έγινε στο Science.
econews
Προς το παρόν ο διακτινισμός είναι εφικτός μόνο σε τηλεοπτικές ταινίες όπως η διάσημη “Μύγα”.
Η τηλεμεταφορά κβαντικών δεδομένων θα συντελέσει καταρχάς στην εξασφάλιση ασφαλέστερων επικοινωνιών εξολοκλήρου προστατευμένων από “υποκλοπές”. Σε δεύτερη φάση θα αποτελέσει τη βάση για τη δημιουργία ενός «κβαντικού διαδικτύου», που θα διασυνδέει αστραπιαία εξίσου γρήγορους κβαντικούς υπολογιστές.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η τηλεμεταφορά αφορά κατά βάση την κατάσταση ενός σωματιδίου. «Εφόσον κάνουμε την παραδοχή ότι δεν είμαστε τίποτε άλλο παρά μια συλλογή ατόμων συνενωμένων με συγκεκριμένο τρόπο, θεωρητικά φαίνεται εφικτό να τηλεμεταφέρουμε τους εαυτούς μας από το ένα μέρος στο άλλο. Πρακτικά, κάτι τέτοιο συγκεντρώνει λίγες πιθανότητες, αλλά το να πούμε ότι δεν θα γίνει ποτέ , αυτό θα ήταν μια παρακινδυνευμένη πρόβλεψη. Δεν θα το απέκλεια, επειδή κανείς θεμελιώδης φυσικός νόμος δεν το αποκλείει. Αν όμως συμβεί ποτέ, μιλάμε για το απώτερο μέλλον», δήλωσε ο επικεφαλής της έρευνας, καθηγητής Ρόναλντ Χάνσον του Ινστιτούτου Νανοεπιστήμης του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας Ντελφτ.
—Το πείραμα
Οι ερευνητές έδειξαν, με το νέο πείραμά τους, ότι είναι δυνατό να τηλεμεταφερθούν (και μάλιστα με αξιοπιστία 100%) πληροφορίες, κωδικοποιημένες σε υποατομικά σωματίδια, ανάμεσα σε δύο σημεία με απόσταση τριών μέτρων το ένα από το άλλο. Η τηλεμεταφορά βασίζεται στο μυστηριώδες φαινόμενο της κβαντικής «εμπλοκής» ή κβαντικού «εναγκαλισμού», κατά την οποία η κατάσταση ενός σωματιδίου επηρεάζει αυτόματα την κατάσταση ενός άλλου μακρινού σωματιδίου (κάτι που καθόλου δεν άρεσε στον Αϊνστάιν, επειδή δεν μπορούσε να το εξηγήσει).
Στο ολλανδικό πείραμα χρησιμοποιήθηκαν «εναγκαλισμένα» ηλεκτρόνια παγιδευμένα μέσα σε κρύσταλλο διαμαντιού σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Οι ερευνητές πέτυχαν την τηλεμεταφορά τεσσάρων διαφορετικών καταστάσεων των υποατομικών σωματιδίων, που η κάθε μία αντιστοιχούσε σε μια μονάδα κβαντικής πληροφορίας (qubit) – κατ’ αντιστοιχία των συμβατικών δυαδικών μονάδων ψηφιακής πληροφορίας (bit). Ένας βασικός στόχος των επιστημόνων είναι να δημιουργήσουν έναν ισχυρό κβαντικό υπολογιστή, που θα μπορεί να δουλεύει με έναν μεγάλο αριθμό «εναγκαλισμένων» κβαντικών μονάδων πληροφοριών (qubits), κάτι που όμως ακόμη δεν έχει καταστεί εφικτό.
Οι επιστήμονες του Ντελφτ σχεδιάζουν, τον Ιούλιο, μια πολύ πιο φιλόδοξη τηλεμεταφορά σε απόσταση 1.300 μέτρων στο χώρο του πανεπιστημίου. Συνολικά σε όλο τον κόσμο, πέντε έως έξι επιστημονικές ομάδες ανταγωνίζονται για το ποιά θα πετύχει πρώτη την κβαντική τηλεμεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις, ίσως και με ταχύτητα μεγαλύτερη και από του φωτός.
Η σχετική δημοσίευση έγινε στο Science.
econews
Κυριακή 25 Μαΐου 2014
0
Κοντά στην παραγωγή ύλης από φως
Η μάζα είναι ισοδύναμη της ενέργειας, προέβλεψε
ο Άλμπερτ Αϊνστάιν. Βάσει αυτής της θεωρίας, οι θεωρητικοί φυσικοί πρότειναν
αργότερα την ιδέα της μετατροπής του φωτός σε ύλη. Ογδόντα χρόνια μετά,
ερευνητές στη Βρετανία και τη Γερμανία υποστηρίζουν ότι επινόησαν μια
πειραματική διάταξη που θα αποδείξει για πρώτη φορά τη θεωρία.
Ισοδυναμία μάζας και ενέργειας
H ιδέα της ισοδυναμίας μάζας και ενέργειας,
δηλαδή η ιδέα ότι η μάζα ενός αντικειμένου αποτελεί μέτρο του περιεχομένου του
σε ενέργεια, συμπυκνώνεται στη διάσημη εξίσωση E=mc2, η οποία διατυπώθηκε από
τον Άινσταιν στο πλαίσιο ανάπτυξης της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας (1907 -
1915).
Λίγα χρόνια αργότερα, το 1934, οι φυσικοί
Γκρέγκορι Μπρέιτ και Τζον Ουίλερ περιέγραψαν μια θεωρητική διαδικασία για τη
μετατροπή του φωτός -μιας μορφής ενέργειας- σε ύλη, μια διαδικασία που θα
αποτελούσε ορατή έκφραση της ισοδυναμίας του Άινσταιν.
Η θεωρία Μπρετ-Ουίλερ
Οι υπολογισμοί των Μπρέτ και Ουίλερ έδειχναν
ότι ο απλούστερος τρόπος για τη μετατροπή του φωτός σε ύλη είναι οι συγκρούσεις
ανάμεσα σε φωτόνια υψηλής ενέργειας, από τις οποίες θα προέκυπταν ζευγάρια
ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων (αντι-ηλεκτρονίων). Τα φωτόνια δεν έχουν μάζα, ενώ
τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια έχουν και επομένως θεωρούνται υλικά
σωματίδια.
«Παρά το γεγονός ότι όλοι οι φυσικοί
αποδέχονται τη θεωρία ως ορθή, οι ίδιοι οι Μπρέιτ και Ουίλερ δήλωναν ότι δεν
περίμεναν ποτέ να τη δουν να αποδεικνύεται στο εργαστήριο. Σήμερα, σχεδόν 80
χρόνια μετά, αποδεικνύουμε ότι έκαναν λάθος» υπερηφανεύεται ο καθηγητής Στιβ
Ρόουζ του Imperial College στο Λονδίνο.
Σε συνεργασία με ερευνητές του Ινστιτούτου
Πυρηνικής Φυσικής Max Planck στη Γερμανία, η ομάδα του Ρόουζ περιγράφει τη νέα
ιδέα στην επιθεώρηση Nature Photonics.
Συγκρούσεις με λέιζερ και χρυσό
Η πειραματική διάταξη που φαντάστηκαν
αποτελείται από δύο βασικά τμήματα, καθένα από τα οποία παράγει μια δέσμη
φωτονίων με εξαιρετικά μικρό μήκος κύματος, μήκος κύματος που αντιστοιχεί στο
φάσμα των ακτίνων γάμμα.
Στο πρώτο τμήμα της διάταξης, μια πολύ ισχυρή
δέσμη λέιζερ επιταχύνει ηλεκτρόνια σχεδόν μέχρι την ταχύτητα του φωτός και τα
αναγκάζει να συγκρουστούν με μια πλάκα από χρυσό, οπότε δημιουργείται η πρώτη
δέσμη φωτονίων.
Στο δεύτερο τμήμα της διάταξης, η δέσμη
φωτονίων παράγεται από μια δέσμη λέιζερ που βομβαρδίζει μια μικρή συσκευή από
χρυσό που χρησιμοποιείται σε πειράματα πυρηνικής σύντηξης και ονομάζεται
holhraum («άδειο δωμάτιο» στα γερμανικά).
Η δέσμη φωτονίων που παράγεται από το
βομβαρδισμό του holhraum αναγκάζεται να συγκρουστεί με την πρώτη δέσμη φωτονίων,
οπότε παράγονται ζεύγη ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων τα οποία μπορούν να
ανιχνευθούν με σχετική ευκολία.
Το τελευταίο κομμάτι του παζλ
Οι ερευνητές διαβεβαιώνουν ότι το πείραμα είναι
«σχετικά εύκολο» να πραγματοποιηθεί με τις σημερινές τεχνολογίες. Και αυτό
σημαίνει ότι τα επόμενα χρόνια ο Άινσταϊν και οι Μπρετ-Ουίλερ θα μπορούσαν να
δικαιωθούν οριστικά.
Όπως μάλιστα υποστηρίζουν οι ερευνητές, η
απόδειξη της θεωρίας Μπρετ-Ουίλερ θα έβαζε το τελευταίο κομμάτι σε ένα παζλ
φυσικής που περιγράφει τους τρόπους με τους οποίους το φως αλληλεπιδρά με την
ύλη.
Τα άλλα κομμάτια του παζλ, όπως η θεωρία του
Άισταϊν για το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και η θεωρία του Πολ Ντιράκ για την
αμοιβαία εξουδετέρωση των ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων, προέκυψαν από μελέτες που
τελικά βραβεύτηκαν με Νόμπελ.
βημα
Τρίτη 15 Απριλίου 2014
0
H πρώτη εικόνα της σκοτεινής ύλης;
Πριν
από δέκα μέρες δεδομένα που συνέλεξε το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων -
γ Fermi της NASA έδειξαν ότι το κέντρο του γαλαξία μας παράγει πολύ
μεγαλύτερες ποσότητες ενέργειας υψηλής ακτινοβολίας-γ, η προέλευση της
οποίας πιθανώς μπορεί να εξηγηθεί μέσω της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης.
Οι ερευνητές έδωσαν στη δημοσιότητα μια εικόνα από το γαλαξιακό κέντρο στο οποίο εικονίζεται μια λαμπερή κοσμική «ομίχλη».
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτή η ομίχλη αποτελείται πιθανότατα από τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης που βρίσκονται σε μια διεργασία... αλληλοεξόντωσης, γεγονός που δεν είχε επιτρέψει μέχρι σήμερα τον εντοπισμό τους.
Αν η άποψη των ερευνητών επιβεβαιωθεί, τότε έχουμε να κάνουμε με την πρώτη οπτική καταγραφή της σκοτεινής ύλης, την πρώτη εμφάνισή της στα ανθρώπινα μάτια.
Αόρατη
Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1930, όταν οι αστρονόμοι αντιλήφθηκαν ότι η μάζα και η βαρύτητα των σωμάτων που βλέπουμε στο Σύμπαν δεν είναι αρκετή για να εξηγηθεί η κίνηση των γαλαξιών.
Έκτοτε έχει υπολογιστεί ότι η κανονική ύλη -από τους πλανήτες και τα άστρα μέχρι τους γαλαξίες- δεν αντιστοιχεί παρά μόνο στο 16% της ύλης στο Σύμπαν, ενώ το υπόλοιπο 84% αντιστοιχεί στη σκοτεινή ύλη.
Η σκοτεινή ύλη γίνεται αντιληπτή λόγω της βαρυτικής της επίδρασης στους γαλαξίες, οι επιστήμονες όμως δεν έχουν ιδέα από τι αποτελείται. Γνωρίζουν πάντως ότι δεν εκπέμπει, δεν ανακλά και δεν διαθλά την ακτινοβολία, γι' αυτό και είναι κυριολεκτικά αόρατη.
Νέα προσπάθεια εντοπισμού στα έγκατα της Γης
Μια γιγάντια δεξαμενή κατεψυγμένου αερίου, κρυμμένη σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου μέσα σε ένα εγκαταλελειμμένο χρυσωρυχείο στη Νότια Ντακότα στις ΗΠΑ συγκεντρώνει τα δύο τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των επιστημόνων που αναζητούν τη σκοτεινή ύλη.
Τα πρώτα πειράματα που έγιναν εκεί δεν κατάφεραν να εντοπίσουν την παρουσία ή έστω τα ίχνη της, αλλά, όπως έγινε γνωστό, ξεκινά ένα νέο πείραμα που είναι και το πιο φιλόδοξο από όσα έχουν γίνει μέχρι σήμερα σε ό,τι αφορά την αναζήτηση της σκοτεινής ύλης.
Οι επιτελείς του ερευνητικού προγράμματατος ανακοίνωσαν ότι όλα είναι έτοιμα για να ξεκινήσει μια νέα προσπάθεια η οποία θα διαρκέσει 300 ημέρες, χρονικό διάστημα στο οποίο οι ερευνητές ευελπιστούν ότι θα εντοπίσουν τη σκοτεινή ύλη.
Ο Μεγάλος Υπόγειος Ανιχνευτής Ξένου (ή LUX) είναι ο πιο ευαίσθητος ανιχνευτής σκοτεινής ύλης και σχεδιάστηκε για την αναζήτηση υποθετικών σωματιδίων που ονομάζονται WIMP (ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια μεγάλης μάζας, σε ελεύθερη απόδοση), από τα οποία ενδέχεται να αποτελείται η λεγόμενη σκοτεινή ύλη.
ΠΗΓΗ: tovima.gr
Οι ερευνητές έδωσαν στη δημοσιότητα μια εικόνα από το γαλαξιακό κέντρο στο οποίο εικονίζεται μια λαμπερή κοσμική «ομίχλη».
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτή η ομίχλη αποτελείται πιθανότατα από τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης που βρίσκονται σε μια διεργασία... αλληλοεξόντωσης, γεγονός που δεν είχε επιτρέψει μέχρι σήμερα τον εντοπισμό τους.
Αν η άποψη των ερευνητών επιβεβαιωθεί, τότε έχουμε να κάνουμε με την πρώτη οπτική καταγραφή της σκοτεινής ύλης, την πρώτη εμφάνισή της στα ανθρώπινα μάτια.
Αόρατη
Το μυστήριο της σκοτεινής ύλης χρονολογείται από τη δεκαετία του 1930, όταν οι αστρονόμοι αντιλήφθηκαν ότι η μάζα και η βαρύτητα των σωμάτων που βλέπουμε στο Σύμπαν δεν είναι αρκετή για να εξηγηθεί η κίνηση των γαλαξιών.
Έκτοτε έχει υπολογιστεί ότι η κανονική ύλη -από τους πλανήτες και τα άστρα μέχρι τους γαλαξίες- δεν αντιστοιχεί παρά μόνο στο 16% της ύλης στο Σύμπαν, ενώ το υπόλοιπο 84% αντιστοιχεί στη σκοτεινή ύλη.
Η σκοτεινή ύλη γίνεται αντιληπτή λόγω της βαρυτικής της επίδρασης στους γαλαξίες, οι επιστήμονες όμως δεν έχουν ιδέα από τι αποτελείται. Γνωρίζουν πάντως ότι δεν εκπέμπει, δεν ανακλά και δεν διαθλά την ακτινοβολία, γι' αυτό και είναι κυριολεκτικά αόρατη.
Νέα προσπάθεια εντοπισμού στα έγκατα της Γης
Μια γιγάντια δεξαμενή κατεψυγμένου αερίου, κρυμμένη σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου μέσα σε ένα εγκαταλελειμμένο χρυσωρυχείο στη Νότια Ντακότα στις ΗΠΑ συγκεντρώνει τα δύο τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των επιστημόνων που αναζητούν τη σκοτεινή ύλη.
Τα πρώτα πειράματα που έγιναν εκεί δεν κατάφεραν να εντοπίσουν την παρουσία ή έστω τα ίχνη της, αλλά, όπως έγινε γνωστό, ξεκινά ένα νέο πείραμα που είναι και το πιο φιλόδοξο από όσα έχουν γίνει μέχρι σήμερα σε ό,τι αφορά την αναζήτηση της σκοτεινής ύλης.
Οι επιτελείς του ερευνητικού προγράμματατος ανακοίνωσαν ότι όλα είναι έτοιμα για να ξεκινήσει μια νέα προσπάθεια η οποία θα διαρκέσει 300 ημέρες, χρονικό διάστημα στο οποίο οι ερευνητές ευελπιστούν ότι θα εντοπίσουν τη σκοτεινή ύλη.
Ο Μεγάλος Υπόγειος Ανιχνευτής Ξένου (ή LUX) είναι ο πιο ευαίσθητος ανιχνευτής σκοτεινής ύλης και σχεδιάστηκε για την αναζήτηση υποθετικών σωματιδίων που ονομάζονται WIMP (ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια μεγάλης μάζας, σε ελεύθερη απόδοση), από τα οποία ενδέχεται να αποτελείται η λεγόμενη σκοτεινή ύλη.
ΠΗΓΗ: tovima.gr
0
Ηλεκτρικό
ρεύμα 20.000 Ampere διαπέρασε μία γραμμή υπεραγώγιμων αγωγών στο
Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ηλεκτρική ένταση που αποτελεί
παγκόσμιο ρεκόρ.
Για την παραγωγή των ισχυρότατων μαγνητικών πεδίων που επιταχύνουν τα φορτισμένα σωματίδια εντός του επιταχυντή LHC χρειάζονται ηλεκτρικά ρεύματα πολύ μεγάλης έντασης.
Απαραίτητη προϋπόθεση για τη διέλευση όλου αυτού του ρεύματος είναι η εκμετάλλευση του φαινομένου της υπεραγωγιμότητας, κατά το οποίο ορισμένα υλικά φανερώνουν υπό συνθήκες πρακτικά μηδενική ηλεκτρική αντίσταση.
Δίχως υπεραγώγιμους αγωγούς, θα ήταν αδύνατη η απαγωγή της πολύ μεγάλης θερμότητας που θα προκαλούταν από την τριβή των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό τους.
Το επίτευγμα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος αναβάθμισης του επιταχυντή LHC, προκειμένου να λειτουργήσει σε μεγαλύτερες ενέργειες το 2015.
Χρησιμοποιήθηκαν αγωγοί από διβορίδιο μαγνησίου (MgB2) μήκους 20 μέτρων που λειτούργησαν στη θερμοκρασία των -249ο C,αν και οι ερευνητές έδειξαν πως ανάλογα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν και σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Οι υπεραγώγιμες ιδιότητες του σχετικά φθηνού αυτού υλικού ανακαλύφθηκαν το 2001 και από το 2008 το CERN έχει το έχει εντάξει στο ερευνητικό του πρόγραμμα, προκειμένου να εξακριβωθούν οι πραγματικές του δυνατότητες.
CERN
Σύμφωνα με τα μέχρι τώρα στοιχεία η αντικατάσταση των συμβατικών υπεραγώγιμων αγωγών νιοβίου-τιτανίου (Nb-Ti) που χρησιμοποιεί σήμερα ο οργανισμός με το νέο υλικό, θα παρουσίαζε πολλά πλεονεκτήματα.
Πέρα από το όφελος για το CERN, το πρόγραμμα αυτό αναμένεται να αποτελέσει μία τεχνολογία που θα δώσει λύση μελλοντικά στο πρόβλημα της μεταφοράς ρεύματος σε μεγάλες αποστάσεις.
Για το σκοπό αυτό έχει ήδη υπογραφεί μία σύμβαση συνεργασίας μεταξύ του CERN και του Διεθνούς Οργανισμού Ερευνών Βιωσιμότητας (IASS), με σκοπό τη μεταφορά τεχνογνωσίας και την κατασκευή υπεραγώγιμων γραμμών μετάδοσης ρεύματος, με ενδιάμεσους κρυογενικούς σταθμούς που θα ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του δικτύου μεταφοράς.
ΠΗΓΗ: naftemporiki.gr
Νέο ρεκόρ με υπεραγώγιμα υλικά
Για την παραγωγή των ισχυρότατων μαγνητικών πεδίων που επιταχύνουν τα φορτισμένα σωματίδια εντός του επιταχυντή LHC χρειάζονται ηλεκτρικά ρεύματα πολύ μεγάλης έντασης.
Απαραίτητη προϋπόθεση για τη διέλευση όλου αυτού του ρεύματος είναι η εκμετάλλευση του φαινομένου της υπεραγωγιμότητας, κατά το οποίο ορισμένα υλικά φανερώνουν υπό συνθήκες πρακτικά μηδενική ηλεκτρική αντίσταση.
Δίχως υπεραγώγιμους αγωγούς, θα ήταν αδύνατη η απαγωγή της πολύ μεγάλης θερμότητας που θα προκαλούταν από την τριβή των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό τους.
Το επίτευγμα πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος αναβάθμισης του επιταχυντή LHC, προκειμένου να λειτουργήσει σε μεγαλύτερες ενέργειες το 2015.
Χρησιμοποιήθηκαν αγωγοί από διβορίδιο μαγνησίου (MgB2) μήκους 20 μέτρων που λειτούργησαν στη θερμοκρασία των -249ο C,αν και οι ερευνητές έδειξαν πως ανάλογα αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν και σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Οι υπεραγώγιμες ιδιότητες του σχετικά φθηνού αυτού υλικού ανακαλύφθηκαν το 2001 και από το 2008 το CERN έχει το έχει εντάξει στο ερευνητικό του πρόγραμμα, προκειμένου να εξακριβωθούν οι πραγματικές του δυνατότητες.
CERN
Σύμφωνα με τα μέχρι τώρα στοιχεία η αντικατάσταση των συμβατικών υπεραγώγιμων αγωγών νιοβίου-τιτανίου (Nb-Ti) που χρησιμοποιεί σήμερα ο οργανισμός με το νέο υλικό, θα παρουσίαζε πολλά πλεονεκτήματα.
Πέρα από το όφελος για το CERN, το πρόγραμμα αυτό αναμένεται να αποτελέσει μία τεχνολογία που θα δώσει λύση μελλοντικά στο πρόβλημα της μεταφοράς ρεύματος σε μεγάλες αποστάσεις.
Για το σκοπό αυτό έχει ήδη υπογραφεί μία σύμβαση συνεργασίας μεταξύ του CERN και του Διεθνούς Οργανισμού Ερευνών Βιωσιμότητας (IASS), με σκοπό τη μεταφορά τεχνογνωσίας και την κατασκευή υπεραγώγιμων γραμμών μετάδοσης ρεύματος, με ενδιάμεσους κρυογενικούς σταθμούς που θα ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του δικτύου μεταφοράς.
ΠΗΓΗ: naftemporiki.gr
Δευτέρα 17 Μαρτίου 2014
0
Η ανακοίνωση για την ανακάλυψη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων που διαπερνούν τον χωροχρόνο, χαιρετίστηκε ήδη ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα των τελευταίων δεκαετιών.
Πρόκειται για το «αποτύπωμα» που άφησε η κατακλυσμική επέκταση του σύμπαντος (ο λεγόμενος «πληθωρισμός» του), αμέσως μετά τη δημιουργία του με τη «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ).
Τα στοιχεία που ανακοίνωσαν οι επιστήμονες του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, μετά από τριετή εξονυχιστική μελέτη τους για την αποφυγή λάθους, θα πρέπει να επιβεβαιωθούν και από άλλους ερευνητές, αλλά η διάχυτη εντύπωση της επιστημονικής κοινότητας είναι ότι είναι αξιόπιστα. «Έχω δει την έρευνα, τα επιχειρήματα είναι πειστικά και οι εμπλεκόμενοι επιστήμονες είναι ανάμεσα στους πιο προσεκτικούς και συντηρητικούς ανθρώπους που γνωρίζω», δήλωσε ο καθηγητής Μαρκ Καμιονόφσκι του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς.
Η «θεωρία του πληθωρισμού» εμφανίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του '80 και αποτελεί συμπλήρωμα των κενών της αρχικής θεωρίας της «Μεγάλης Έκρηξης», του θεμέλιου λίθου της σύγχρονης κοσμολογίας. Η θεωρία προέβλεπε ότι η εκρηκτική διαστολή του σύμπαντος αμέσως μετά τη γέννησή του, άφησε «ίχνη» με τη μορφή κυμάτων βαρυτικής ενέργειας, τα οποία μπορούν να γίνουν αντιληπτά στο αρχαιότερο φως του σύμπαντος, στην «κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου».
Και αυτό ακριβώς φαίνεται πως εντόπισε για πρώτη φορά το ερευνητικό πρόγραμμα BICEP 2, με το ομώνυμο ραδιοτηλεσκόπιο (φωτό) στον Σταθμό Αμούδσεν-Σκοτ στην Ανταρκτική, σε υψόμετρο 2.800 μέτρων .
pontiki.gr
Ανακάλυψη-ορόσημο για τη Φυσική
Η ανακοίνωση για την ανακάλυψη των αρχέγονων βαρυτικών κυμάτων που διαπερνούν τον χωροχρόνο, χαιρετίστηκε ήδη ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα των τελευταίων δεκαετιών.
Πρόκειται για το «αποτύπωμα» που άφησε η κατακλυσμική επέκταση του σύμπαντος (ο λεγόμενος «πληθωρισμός» του), αμέσως μετά τη δημιουργία του με τη «Μεγάλη Έκρηξη» (Μπιγκ Μπανγκ).
Τα στοιχεία που ανακοίνωσαν οι επιστήμονες του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, μετά από τριετή εξονυχιστική μελέτη τους για την αποφυγή λάθους, θα πρέπει να επιβεβαιωθούν και από άλλους ερευνητές, αλλά η διάχυτη εντύπωση της επιστημονικής κοινότητας είναι ότι είναι αξιόπιστα. «Έχω δει την έρευνα, τα επιχειρήματα είναι πειστικά και οι εμπλεκόμενοι επιστήμονες είναι ανάμεσα στους πιο προσεκτικούς και συντηρητικούς ανθρώπους που γνωρίζω», δήλωσε ο καθηγητής Μαρκ Καμιονόφσκι του Πανεπιστημίου Τζον Χόπκινς.
Η «θεωρία του πληθωρισμού» εμφανίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του '80 και αποτελεί συμπλήρωμα των κενών της αρχικής θεωρίας της «Μεγάλης Έκρηξης», του θεμέλιου λίθου της σύγχρονης κοσμολογίας. Η θεωρία προέβλεπε ότι η εκρηκτική διαστολή του σύμπαντος αμέσως μετά τη γέννησή του, άφησε «ίχνη» με τη μορφή κυμάτων βαρυτικής ενέργειας, τα οποία μπορούν να γίνουν αντιληπτά στο αρχαιότερο φως του σύμπαντος, στην «κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου».
Και αυτό ακριβώς φαίνεται πως εντόπισε για πρώτη φορά το ερευνητικό πρόγραμμα BICEP 2, με το ομώνυμο ραδιοτηλεσκόπιο (φωτό) στον Σταθμό Αμούδσεν-Σκοτ στην Ανταρκτική, σε υψόμετρο 2.800 μέτρων .
pontiki.gr
Παρασκευή 20 Δεκεμβρίου 2013
0
Κοσμική ακτινογραφία
Ως σήμερα οι παρατηρήσεις και ειδικά εκείνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer έδειχναν ότι ο Γαλαξίας μας αποτελείται από δύο γιγάντιες σπείρες. Ομάδα αστρονόμων από το Πανεπιστημίο του Λιντς της Βρετανίας χρησιμοποίησε διάφορα ραδιοτηλεσκόπια στην Αυστραλία, στις ΗΠΑ και στην Κίνα και παρατηρούσαν επί 12 χρόνια 1.650 γιγάντια άστρα.
Από τη θέση στην οποία βρίσκονται και τη λαμπρότητά τους οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτά τα άστρα δεν κατανέμονταν σε δύο αλλά σε τέσσερις σπείρες.
«Ο Γαλαξίας είναι στην ουσία το κοσμικό σπίτι μας και η μελέτη της δομής του μάς δίνει μια καταπληκτική ευκαιρία να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένας συμβατικός σπειροειδής γαλαξίας, δηλαδή πώς γεννιούνται άστρα» αναφέρει ο Μέλβιν Χόαρ, μέλος της ερευνητικής ομάδας. Η νέα μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».
Ο δημιουργός
Είναι η τρίτη φορά που ο Τοξότης θα συγκρουστεί με τον Γαλαξία και οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι οι εντυπωσιακές σπείρες του Γαλαξία μας είναι αποτέλεσμα αυτών των «επαφών». Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν μέσω προσομοιώσεων να ανασυνθέσουν και να «δουν» με μεγάλη λεπτομέρεια το εντυπωσιακό κοσμικό συμβάν.
Οι συγκρούσεις
Πριν από περίπου ένα δισ. έτη ο Τοξότης αποφάσισε να επανέλθει και συγκρούστηκε εκ νέου με τον Γαλαξία.
Σύμφωνα με τους ειδικούς, οι εντυπωσιακές σπείρες του Γαλαξία είναι προϊόντα αυτών των δύο συγκρούσεων. Από τις παρατηρήσεις και τη μελέτη της κίνησης του Τοξότη έχει υπολογισθεί ότι ο Γαλαξίας βρίσκεται και πάλι σε διαδικασία σύγκρουσης, η οποία αναμένεται να συμβεί σε περίπου δέκα εκατομμύρια έτη.
Γαλαξιακή εξέλιξη
Σύμφωνα με τους ειδικούς, πρόκειται για μια εντυπωσιακή εργασία η οποία παρουσιάζει για πρώτη φορά τόσο καθαρά και με τόση λεπτομέρεια τις γαλαξιακές συγκρούσεις.
«Η εργασία μας θα διευρύνει τις γνώσεις γύρω από την εξέλιξη των γαλαξιών αφού οι συγκρούσεις γειτονικών γαλαξιών είναι πολύ συχνό φαινόμενο στο Σύμπαν.
Πολλοί σπειροειδείς γαλαξίες είναι πιθανόν να έχουν δημιουργηθεί μέσα από αυτή τη διαδικασία» υποστηρίζει ο Κρις Παρσέλ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Δημοσιεύτηκε στο HeliosPlus στις 19 Δεκεμβρίου 2013
.tovima.gr
Γνωρίζοντας τον Γαλαξία μας
Επειτα από δωδεκαετή έρευνα ομάδα επιστημόνων ανακοίνωσε ότι δεν αποτελείται από δύο γιγάντιες σπείρες αλλά από τέσσερις
Επειτα από 12 χρόνια
ερευνών ομάδα επιστημόνων ανακοίνωσε ότι ο Γαλαξίας μας δεν αποτελείται
από δύο γιγάντιες σπείρες, όπως πιστευόταν ως σήμερα, αλλά από τέσσερις,
γεγονός που αλλάζει τα κοσμικά μας δεδομένα.
Κοσμική ακτινογραφία
Οι αστρονόμοι δεν μπορούν να δουν το ακριβές σχήμα του Γαλαξία μας
επειδή τον παρατηρούν από το εσωτερικό του και υπάρχουν σημαντικές
δυσκολίες στη λεπτομερή «ανατομική» παρατήρηση και ανάλυσή του. Η
τεχνική που χρησιμοποιούν για να καταλήξουν σε κάποιο συμπέρασμα για το
σχήμα του είναι να παρατηρούν τα άστρα του και τις αποστάσεις που αυτά
έχουν από εμάς.
Ως σήμερα οι παρατηρήσεις και ειδικά εκείνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer έδειχναν ότι ο Γαλαξίας μας αποτελείται από δύο γιγάντιες σπείρες. Ομάδα αστρονόμων από το Πανεπιστημίο του Λιντς της Βρετανίας χρησιμοποίησε διάφορα ραδιοτηλεσκόπια στην Αυστραλία, στις ΗΠΑ και στην Κίνα και παρατηρούσαν επί 12 χρόνια 1.650 γιγάντια άστρα.
Από τη θέση στην οποία βρίσκονται και τη λαμπρότητά τους οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτά τα άστρα δεν κατανέμονταν σε δύο αλλά σε τέσσερις σπείρες.
«Ο Γαλαξίας είναι στην ουσία το κοσμικό σπίτι μας και η μελέτη της δομής του μάς δίνει μια καταπληκτική ευκαιρία να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένας συμβατικός σπειροειδής γαλαξίας, δηλαδή πώς γεννιούνται άστρα» αναφέρει ο Μέλβιν Χόαρ, μέλος της ερευνητικής ομάδας. Η νέα μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society».
Ο δημιουργός
Μπορεί να μη γνωρίζαμε πόσες ακριβώς είναι οι σπείρες του Γαλαξία,
αλλά έχουμε στοιχεία για το ποιος ευθύνεται για την ύπαρξή τους.
Πρόκειται για τον Τοξότη, έναν γειτονικό γαλαξία που ανήκει στην
κατηγορία των γαλαξιών-νάνων. Ο Τοξότης κινείται με ταχύτητα προς τον
δικό μας Γαλαξία και θα συγκρουστεί μαζί του σε περίπου 10 εκατ. χρόνια.
Είναι η τρίτη φορά που ο Τοξότης θα συγκρουστεί με τον Γαλαξία και οι επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι οι εντυπωσιακές σπείρες του Γαλαξία μας είναι αποτέλεσμα αυτών των «επαφών». Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν μέσω προσομοιώσεων να ανασυνθέσουν και να «δουν» με μεγάλη λεπτομέρεια το εντυπωσιακό κοσμικό συμβάν.
Οι συγκρούσεις
Ο Τοξότης είναι ένας γαλαξίας με περίπου δέκα χιλιάδες φορές
μικρότερη μάζα από τον δικό μας. Πριν από περίπου δύο δισ. έτη
συγκρούστηκε με τον Γαλαξία μας και αμέσως μετά τη σύγκρουση πήγε και
«εγκαταστάθηκε» στα βόρεια γαλακτικά μας σύνορα.
Πριν από περίπου ένα δισ. έτη ο Τοξότης αποφάσισε να επανέλθει και συγκρούστηκε εκ νέου με τον Γαλαξία.
Σύμφωνα με τους ειδικούς, οι εντυπωσιακές σπείρες του Γαλαξία είναι προϊόντα αυτών των δύο συγκρούσεων. Από τις παρατηρήσεις και τη μελέτη της κίνησης του Τοξότη έχει υπολογισθεί ότι ο Γαλαξίας βρίσκεται και πάλι σε διαδικασία σύγκρουσης, η οποία αναμένεται να συμβεί σε περίπου δέκα εκατομμύρια έτη.
Γαλαξιακή εξέλιξη
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ δημιούργησαν την πιο
λεπτομερή και μεγαλύτερης ακρίβειας προσομοίωση των συγκρούσεων του
Τοξότη με τον Γαλαξία και των φαινομένων - αποτελεσμάτων που
προκαλούνται από αυτές.
Σύμφωνα με τους ειδικούς, πρόκειται για μια εντυπωσιακή εργασία η οποία παρουσιάζει για πρώτη φορά τόσο καθαρά και με τόση λεπτομέρεια τις γαλαξιακές συγκρούσεις.
«Η εργασία μας θα διευρύνει τις γνώσεις γύρω από την εξέλιξη των γαλαξιών αφού οι συγκρούσεις γειτονικών γαλαξιών είναι πολύ συχνό φαινόμενο στο Σύμπαν.
Πολλοί σπειροειδείς γαλαξίες είναι πιθανόν να έχουν δημιουργηθεί μέσα από αυτή τη διαδικασία» υποστηρίζει ο Κρις Παρσέλ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Δημοσιεύτηκε στο HeliosPlus στις 19 Δεκεμβρίου 2013
.tovima.gr
Σάββατο 23 Νοεμβρίου 2013
0
Τα πρώτα κοσμικά νετρίνα, σωματίδια –φαντάσματα που δημιουργούνται από βίαια περιστατικά στις παρυφές του σύμπαντος, ανακάλυψε διεθνής ομάδα αστροφυσικών στο …
Νότιο Πόλο.
Τα νετρίνα, υποπροϊόντα κοσμικής ακτινοβολίας με μικροσκοπική, σχεδόν ανύπαρκτη μάζα, είναι στοιχειώδη σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια, όμως στερούνται ηλεκτρικού φορτίου.
Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science, οι ερευνητές εντόπισαν μέσω του Ανιχνευτή IceCube 28 νετρίνα από το βαθύ διάστημα σε παγετώνα της Ανταρκτικής.
Τα 28 νετρίνα είναι τα πρώτα σωματίδια εκτός του ηλιακού μας συστήματος που παρατηρούνται τα τελευταία 26 χρόνια και η ανακάλυψη θεωρείται ότι ανοίγει νέο κεφάλαιο στην ιστορία της αστρονομίας.
Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν ανιχνευτές για να παρατηρήσουν νετρίνα χαμηλής ενέργειας που δημιουργούνται από συγκρούσεις κοσμικών ακτίνων στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.
Ωστσόσο, τα 28 νετρίνα που ανακάλυψε ο ανιχνευτής IceCube θεωρούνται εξαιρετικά σημαντικά γιατί έχουν πολύ υψηλότερη ενέργεια και γεννήθηκαν από πηγές στην άκρη του σύμπαντος που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ενέργειά τους είναι δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια των ηλιακών νετρίνων που εκτοξεύονται από τον «πυρηνικό κλίβανο» του Ήλιου, οπότε αυτό που τα δημιούργησε είναι αφάνταστα ισχυρό και μυστηριώδες.
Η έρευνα
Για να βρουν τα σωματίδια οι επιστήμονες κατασκεύασαν έναν ανιχνευτή, εν ονόματι IceCube, σε ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου στην Ανταρκτική.
Αφού δημιούργησαν τρύπες στους πάγους, οι ερευνητές τοποθέτησαν σε βάθη 1,5 έως 2,5 χιλιομέτρων περίπου 5.000 αισθητήρες φωτός.
Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν με τον πυρήνα του ατόμου και όταν συμβαίνει αυτό οι συγκρούσεις δημιουργούν μια χιονοστιβάδα φορτισμένων σωματιδίων που εκπέμπουν φως.
Έτσι, οι ανιχνευτές εντοπίζουν το φως και αντιλαμβάνονται ότι όσο πιο έντονο είναι τόσο μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια των νετρίνων.
Ο ανιχνευτής IceCube ξεκίνησε να ψάχνει για νετρίνα το 2010. Από την αρχή της έρευνας οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει 28 νετρίνα με ενέργειες μεγαλύτερες των 30 τεραηλεκτρονιοβολτ.
Η ανακάλυψη θεωρείται εξαιρετικά σημαντική γιατί μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τη φυσική και τον κόσμο που μας περιβάλλει.
«Αυτό είναι το σημαντικότερο πρότζεκτ σωματιδιακής φυσικής στον κόσμο. Συλλέγοντας περισσότερα στοιχεία την επόμενη δεκαετία ενδεχομένως να μπορέσουμε να ανακαλύψουμε την πηγή ενέργειας των νετρίνων», ανέφερε ο Δρ. Naoko Kurahashi-Neilson, που συμμετέχει στο ερευνητικό πρόγραμμα IceCube μαζί με άλλους 250 φυσικούς και μηχανικούς από δεκάδες χώρες.
Η μελέτη για την ανακάλυψη των 28 νετρίνων δημοσιεύτηκε την Τρίτη στην επιστημονική επιθεώρηση Science.econews
Πηγή: econews.gr
Βρήκαν σπάνια κοσμικά νετρίνα στα βάθη της Ανταρκτικής – Τεράστια ανακάλυψη
Τα πρώτα κοσμικά νετρίνα, σωματίδια –φαντάσματα που δημιουργούνται από βίαια περιστατικά στις παρυφές του σύμπαντος, ανακάλυψε διεθνής ομάδα αστροφυσικών στο …
Νότιο Πόλο.
Τα νετρίνα, υποπροϊόντα κοσμικής ακτινοβολίας με μικροσκοπική, σχεδόν ανύπαρκτη μάζα, είναι στοιχειώδη σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια, όμως στερούνται ηλεκτρικού φορτίου.
Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Science, οι ερευνητές εντόπισαν μέσω του Ανιχνευτή IceCube 28 νετρίνα από το βαθύ διάστημα σε παγετώνα της Ανταρκτικής.
Τα 28 νετρίνα είναι τα πρώτα σωματίδια εκτός του ηλιακού μας συστήματος που παρατηρούνται τα τελευταία 26 χρόνια και η ανακάλυψη θεωρείται ότι ανοίγει νέο κεφάλαιο στην ιστορία της αστρονομίας.
Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν ανιχνευτές για να παρατηρήσουν νετρίνα χαμηλής ενέργειας που δημιουργούνται από συγκρούσεις κοσμικών ακτίνων στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.
Ωστσόσο, τα 28 νετρίνα που ανακάλυψε ο ανιχνευτής IceCube θεωρούνται εξαιρετικά σημαντικά γιατί έχουν πολύ υψηλότερη ενέργεια και γεννήθηκαν από πηγές στην άκρη του σύμπαντος που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμα.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ενέργειά τους είναι δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια των ηλιακών νετρίνων που εκτοξεύονται από τον «πυρηνικό κλίβανο» του Ήλιου, οπότε αυτό που τα δημιούργησε είναι αφάνταστα ισχυρό και μυστηριώδες.
Η έρευνα
Για να βρουν τα σωματίδια οι επιστήμονες κατασκεύασαν έναν ανιχνευτή, εν ονόματι IceCube, σε ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου στην Ανταρκτική.
Αφού δημιούργησαν τρύπες στους πάγους, οι ερευνητές τοποθέτησαν σε βάθη 1,5 έως 2,5 χιλιομέτρων περίπου 5.000 αισθητήρες φωτός.
Τα νετρίνα αλληλεπιδρούν με τον πυρήνα του ατόμου και όταν συμβαίνει αυτό οι συγκρούσεις δημιουργούν μια χιονοστιβάδα φορτισμένων σωματιδίων που εκπέμπουν φως.
Έτσι, οι ανιχνευτές εντοπίζουν το φως και αντιλαμβάνονται ότι όσο πιο έντονο είναι τόσο μεγαλύτερη είναι και η ενέργεια των νετρίνων.
Ο ανιχνευτής IceCube ξεκίνησε να ψάχνει για νετρίνα το 2010. Από την αρχή της έρευνας οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει 28 νετρίνα με ενέργειες μεγαλύτερες των 30 τεραηλεκτρονιοβολτ.
Η ανακάλυψη θεωρείται εξαιρετικά σημαντική γιατί μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τη φυσική και τον κόσμο που μας περιβάλλει.
«Αυτό είναι το σημαντικότερο πρότζεκτ σωματιδιακής φυσικής στον κόσμο. Συλλέγοντας περισσότερα στοιχεία την επόμενη δεκαετία ενδεχομένως να μπορέσουμε να ανακαλύψουμε την πηγή ενέργειας των νετρίνων», ανέφερε ο Δρ. Naoko Kurahashi-Neilson, που συμμετέχει στο ερευνητικό πρόγραμμα IceCube μαζί με άλλους 250 φυσικούς και μηχανικούς από δεκάδες χώρες.
Η μελέτη για την ανακάλυψη των 28 νετρίνων δημοσιεύτηκε την Τρίτη στην επιστημονική επιθεώρηση Science.econews
Πηγή: econews.gr
Κυριακή 17 Νοεμβρίου 2013
0
Δύο σημαντικά βήματα προς την επανάσταση των κβαντικών υπολογιστών
- Στη μικρότερη μνήμη του κόσμου, κάθε άτομο στην εικόνα αντιστοιχεί σε ένα bit (Πηγή: KIT/T. Miyamachi)
|
Ουάσινγκτον
Διεθνείς ερευνητικές ομάδες παρουσιάζουν στις κορυφαίες εκδόσεις Science και Nature δύο σημαντικά επιτεύγματα στο δρόμο προς τους λεγόμενους κβαντικούς υπολογιστές και το κβαντικό Διαδίκτυο.
Κατάφεραν να διατηρήσουν ένα σύστημα κβαντικής μνήμης σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά και να αναπτύξουν ένα μαγνητικό μέσο αποθήκευσης στο οποίο κάθε bit αντιστοιχεί σε ένα μόνο άτομο.
Στους σημερινούς υπολογιστές, κάθε bit πληροφορίας μπορεί να βρίσκεται είτε στην κατάσταση «0» είτε στην κατάσταση «1». Στους κβαντικούς υπολογιστές, όμως, κάθε κβαντικό bit ή qubit μπορεί να παίρνει τις τιμές «0» και «1» ταυτόχρονα, χάρη σε ένα αλλόκοτο κβαντικό φαινόμενο που ονομάζεται υπέρθεση.
Και αυτή η ικανότητα των qubit να βρίσκονται σε δύο καταστάσεις θα επέτρεπε στους κβαντικούς υπολογιστές να εκτελούν πολλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα.
Ένα από τα βασικά προβλήματα στην ανάπτυξη τέτοιων υπολογιστών είναι ότι τα qubit είναι εξαιρετικά ασταθή, δηλαδή έχουν την τάση να χάνουν την αρχική κβαντική τους κατάσταση και μετατρέπονται σε απλά «0» ή «1».
Κατάφεραν να διατηρήσουν ένα σύστημα κβαντικής μνήμης σταθερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά και να αναπτύξουν ένα μαγνητικό μέσο αποθήκευσης στο οποίο κάθε bit αντιστοιχεί σε ένα μόνο άτομο.
Στους σημερινούς υπολογιστές, κάθε bit πληροφορίας μπορεί να βρίσκεται είτε στην κατάσταση «0» είτε στην κατάσταση «1». Στους κβαντικούς υπολογιστές, όμως, κάθε κβαντικό bit ή qubit μπορεί να παίρνει τις τιμές «0» και «1» ταυτόχρονα, χάρη σε ένα αλλόκοτο κβαντικό φαινόμενο που ονομάζεται υπέρθεση.
Και αυτή η ικανότητα των qubit να βρίσκονται σε δύο καταστάσεις θα επέτρεπε στους κβαντικούς υπολογιστές να εκτελούν πολλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα.
Ένα από τα βασικά προβλήματα στην ανάπτυξη τέτοιων υπολογιστών είναι ότι τα qubit είναι εξαιρετικά ασταθή, δηλαδή έχουν την τάση να χάνουν την αρχική κβαντική τους κατάσταση και μετατρέπονται σε απλά «0» ή «1».
Τετάρτη 13 Νοεμβρίου 2013
0
Ανακατασκευάζοντας τα κβαντικά μπιτ
SHUTTERSTOCK
Οι επιστήμονες κατάφεραν να βελτιώσουν σημαντικά τη διαδικασία ανακατασκευής των qubit, και είναι σε θέση να αναπαράγουν το 98% της πληροφορίας ενός qubit το οποίο έχει καταρρεύσει κατά 80%.
Νέες έρευνα της συμπεριφοράς των κβαντικών μπιτ τα οποία επεξεργάζονται την πληροφορία σε έναν κβαντικό υπολογιστή, δείχνει πως είναι πιθανή η ανακατασκευή τους, ακόμη και μετά από μία μέτρηση η οποία καταστρέφει μέρος της κβαντικής τους υπόστασης.
Η ειδοποιός διαφορά μεταξύ των μπιτ ενός καθημερινού υπολογιστή και ενός κβαντικού μπιτ (qubit) που βρίσκεται στον επεξεργαστή ενός κβαντικού υπολογιστή, είναι πως τα πρώτα έχουν μια καθορισμένη τιμή 0 ή 1, ενώ τα δεύτερα βρίσκονται σε μια κατάσταση υπέρθεσης, στην οποία η τιμή τους βρίσκεται ενδιάμεσα στις καταστάσεις 0 και του 1.
Αυτό ισχύει για όσο δεν πραγματοποιείται μέτρηση για τον προσδιορισμό της τιμής του κβαντικού μπιτ. Τη στιγμή της μέτρησης, το κβαντικό μπιτ «αποφασίζει» να καταλήξει σε μία από τις δύο πιθανές τιμές. Τότε λέμε πως η κυματοσυνάρτηση (όλα τα κβαντικά μεγέθη περιγράφονται από μία εξίσωση κύματος) «καταρρέει».
Αν και οι επιστήμονες πίστευαν μέχρι σήμερα πως αυτή η διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη, μία νέα έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters ανατρέπει τα δεδομένα, υποστηρίζοντας πως υπάρχει τρόπος να ανακατασκευαστεί η πρότερη κατάσταση του κβαντικού μπιτ, έπειτα από τη μερική κατάρρευσή του. Κλειδί στην προηγούμενη πρόταση είναι η λέξη «μερική», που συμβαίνει όταν εκτελέσουμε μία ασθενή μέτρηση.
Μία πλήρης κατάρρευση συμβαίνει όταν έχουμε μία μέτρηση που μας αποκαλύπτει την τιμή του κβαντικού μπιτ. Αντίθετα, στην ασθενή μέτρηση δεν μετράμε την τιμή του qubit, αλλά κάποια άλλα κβαντικά χαρακτηριστικά του, κοιτάζοντας το qubit «από την κλειδαρότρυπα». Οι φυσικοί υποστηρίζουν πως με τη γενίκευση ενός φαινομένου που ονομάζεται ηχώ του σπιν, το οποίο προτάθηκε το 2002 και αποδείχτηκε πειραματικά το 2008, μπορούν να ξετυλίξουν τη φορά του σπιν ενός κβαντικού συστήματος, αναπαράγοντας έτσι τα χαρακτηριστικά του, αρκεί το σύστημα να μην έχει καταρρεύσει τελείως.Οι επιστήμονες κατάφεραν να βελτιώσουν σημαντικά τη διαδικασία ανακατασκευής των qubit, και είναι σε θέση να αναπαράγουν το 98% της πληροφορίας ενός qubit το οποίο έχει καταρρεύσει κατά 80%. Ωστόσο η μέθοδος δεν είναι τελειοποιημένη, καθώς η διάσωση του qubit, εξαρτάται άμεσα από το πόσο κατέρρευσε κατά τη μέτρηση. Μια πλήρης κατάρρευση οδηγεί σε μηδενική πιθανότητα επαναφοράς της αρχικής του κατάστασης.
Αυτού του είδους η αναστρέψιμη ματιά στη συμπεριφορά ενός qubit μπορεί να αποδειχτεί πολύ σημαντική στην εξέλιξη των κβαντικών υπολογιστικών συστημάτων. Η προφανής της χρησιμότητα είναι στη διόρθωση λαθών, τα οποία μπορούν να συμβούν όταν αλλοιώνεται η κβαντική κατάσταση των qubits εντός του επεξεργαστή. Κάτι τέτοιο μπορεί να αυξήσει την αξιοπιστία των κβαντικών υπολογιστών, επιτρέποντας την πρακτική τους χρήση το οποίο είναι και το μεγάλο στοίχημα για τον κλάδο. Στο μέλλον, η συγκεκριμένη μέθοδος αναμένεται να φανεί χρήσιμη και για περισσότερους σκοπούς, αλλά και να βελτιωθεί περισσότερο.
naftemporiki.
Η ειδοποιός διαφορά μεταξύ των μπιτ ενός καθημερινού υπολογιστή και ενός κβαντικού μπιτ (qubit) που βρίσκεται στον επεξεργαστή ενός κβαντικού υπολογιστή, είναι πως τα πρώτα έχουν μια καθορισμένη τιμή 0 ή 1, ενώ τα δεύτερα βρίσκονται σε μια κατάσταση υπέρθεσης, στην οποία η τιμή τους βρίσκεται ενδιάμεσα στις καταστάσεις 0 και του 1.
Αυτό ισχύει για όσο δεν πραγματοποιείται μέτρηση για τον προσδιορισμό της τιμής του κβαντικού μπιτ. Τη στιγμή της μέτρησης, το κβαντικό μπιτ «αποφασίζει» να καταλήξει σε μία από τις δύο πιθανές τιμές. Τότε λέμε πως η κυματοσυνάρτηση (όλα τα κβαντικά μεγέθη περιγράφονται από μία εξίσωση κύματος) «καταρρέει».
Αν και οι επιστήμονες πίστευαν μέχρι σήμερα πως αυτή η διαδικασία είναι μη αναστρέψιμη, μία νέα έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters ανατρέπει τα δεδομένα, υποστηρίζοντας πως υπάρχει τρόπος να ανακατασκευαστεί η πρότερη κατάσταση του κβαντικού μπιτ, έπειτα από τη μερική κατάρρευσή του. Κλειδί στην προηγούμενη πρόταση είναι η λέξη «μερική», που συμβαίνει όταν εκτελέσουμε μία ασθενή μέτρηση.
J. A. SHERMAN
Αυτού του είδους η αναστρέψιμη ματιά στη συμπεριφορά ενός qubit μπορεί να αποδειχτεί πολύ σημαντική στην εξέλιξη των κβαντικών υπολογιστικών συστημάτων. Η προφανής της χρησιμότητα είναι στη διόρθωση λαθών, τα οποία μπορούν να συμβούν όταν αλλοιώνεται η κβαντική κατάσταση των qubits εντός του επεξεργαστή. Κάτι τέτοιο μπορεί να αυξήσει την αξιοπιστία των κβαντικών υπολογιστών, επιτρέποντας την πρακτική τους χρήση το οποίο είναι και το μεγάλο στοίχημα για τον κλάδο. Στο μέλλον, η συγκεκριμένη μέθοδος αναμένεται να φανεί χρήσιμη και για περισσότερους σκοπούς, αλλά και να βελτιωθεί περισσότερο.
naftemporiki.
0
Κβαντική «εμπλοκή» και «αμνησία» : όταν (αν) ο χρόνος «κάνει κύκλους».
Η «κβαντική εμπλοκή», το μυστηριώδες φαινόμενο, σύμφωνα με το οποίο, κατά την κβαντομηχανική, δύο πράγματα σε απόσταση μεταξύ τους, μπορούν αυτόματα να αλληλεπιδρούν και να αλλάζουν ταυτόχρονα, ίσως πάει πολύ μακρύτερα - ή μάλλον πολύ πιο κοντά - από ό,τι φανταζόμαστε: στο ίδιο μας το κεφάλι, στη μνήμη και τη συνείδησή μας.
Σύμφωνα με τους ισχυρισμούς ενός αμερικανού φυσικού του αμερικανικού πανεπιστημίου ΜΙΤ, όλοι μας βλέπουμε γύρω μας παράξενα πράγματα, όπως σπασμένα τζάμια που ξαφνικά αυτοεπιδιορθώνονται μόνα τους, σπασμένα αυγά που ξανασυναρμολογούνται ή φλιτζάνια καφέ που ξαφνικά ζεσταίνονται μόνα τους - απλώς δεν τα θυμόμαστε!
Ο εξωφρενικός αυτός ισχυρισμός έγινε με κάθε σοβαρότητα από τον φυσικό Λορέντσο Μακόνε και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters», σύμφωνα με τον «Γκάρντιαν» και το «New Scientist» .
Όπως αναφέρει ο επιστήμονας, στην καθημερινότητα όλοι βιώνουμε υποκειμενικά το γνωστό «βέλος του χρόνου», δηλαδή αν ένας καφές κρυώσει ή ένα τζάμι σπάσει, η διαδικασία αυτή δεν μπορεί να αντιστραφεί χρονικά από μόνη της - εκτός κι επέμβουμε εμείς στη συνέχεια.
Τα καθημερινά φαινόμενα υπάγονται στο δεύτερο «νόμο της θερμοδυναμικής», που λέει ότι η «εντροπία», δηλαδή ο βαθμός αταξίας ενός κλειστού συστήματος ποτέ δεν μειώνεται, ούτε προς το μέλλον ούτε προς το παρελθόν.
Το μυστήριο του «βέλους του χρόνου» είναι ότι η εντροπία (αταξία) αυξάνει μόνο προς το μέλλον, όπως ακριβώς η θερμότητα κινείται πάντα προς μια κατεύθυνση: από το πιο ζεστό αντικείμενο προς το πιο κρύο και όχι αντίστροφα.
Πιο απλά, όταν ένα τζάμι σπάσει (δηλαδή αυξηθεί η «αταξία» του, άρα και η συνολική εντροπία στο σύμπαν), δεν είναι δυνατό η ζημιά να αποκατασταθεί μόνη της, δηλαδή να μειωθεί η εντροπία (θα πρέπει αργότερα να έρθει ο τζαμάς και να καταβάλει νέα προσπάθεια, δηλαδή νέα ενέργεια, για να το φτιάξει).
Αν, πάλι, ένα συμπιεσμένο αέριο διαχυθεί στην ατμόσφαιρα, δεν πρόκειται ξανά μόνο του να συμπιεστεί στο δοχείο όπου βρισκόταν πριν κοκ. Όσο πιο μεγάλη η εντροπία σε ένα σύστημα τόσο λιγότερη πληροφορία περιέχει.
Όμως ο νόμος της εντροπίας είναι ουσιαστικά στατιστικός και αφορά μεγάλους αριθμούς σωματιδίων (που απαρτίζουν το σπασμένο τζάμι, το διαφυγόν αέριο κ.λπ). Το πρόβλημα -και το μυστήριο- είναι ότι, σύμφωνα με τους φυσικούς, οι νόμοι που κυβερνούν τη συμπεριφορά των μεμονωμένων σωματιδίων δεν υπόκεινται ομοίως στο «βέλος του χρόνου», αλλά αντίθετα επιτρέπουν την αντιστροφή της κατεύθυνσης στον χρόνο. Θεωρητικά, αυτό θα σήμαινε ότι το σπασμένο τζάμι αυτομάτως παύει να είναι σπασμένο!
Σύμφωνα με τον Μακόνε, στην πραγματικότητα τέτοια γεγονότα που μειώνουν την αταξία και την εντροπία (ο καφές ξαναζεσταίνεται μόνος του, το τζάμι αυτο-επιδιορθώνεται αστραπιαία, το αέριο ξαναμπαίνει στο δοχείο κ.λπ.) συμβαίνουν συνεχώς γύρω μας, απλώς δεν μπορούμε να τα δούμε, επειδή η μνήμη του γεγονότος έχει διαγραφεί από τον εγκέφαλό μας «κατ' ανάγκην» . Ο Μακόνε τονίζει ότι οι μνήμες σχηματίζονται μεν, αλλά αμέσως διαγράφονται.
Όπως υποστηρίζει (χρησιμοποιώντας μαθηματικούς υπολογισμούς για να υποστηρίξει τη θέση του), όταν βλέπουμε γύρω μας, η μνήμη μας βρίσκεται σε μια «κβαντική εμπλοκή» με το περιβάλλον μας.
Ο παρατηρητής (εμείς) που παρατηρεί ένα αντικείμενο και «εμπλέκεται» κβαντικά με αυτό, αυξάνει τις πληροφορίες που εισρέουν στον εγκέφαλό του, την ίδια στιγμή που μικραίνει η πληροφορία (και αυξάνεται η εντροπία) στο υπό παρατήρηση αντικείμενο. Όταν όμως «απεμπλεκόμαστε» από αυτό, αυτομάτως διαγράφεται η μνήμη του παρατηρητή, δηλαδή η δική μας.
Φυσικά, παρά τους θεωρητικούς συλλογισμούς του και τις μαθηματικές εξισώσεις του, ο Μακόνε δεν μπορεί να αποδείξει χειροπιαστά ότι όντως γύρω μας κάθε στιγμή συμβαίνουν τέτοια απίστευτα πράγματα και ότι όντως η φύση σε μεγάλη κλίμακα συμπεριφέρεται κβαντομηχανικά. Αυτό που δείχνει - ή προσπαθεί να δείξει- είναι ότι αν (και μόνο αν) τέτοια πράγματα συμβαίνουν, τότε δεν θα τα θυμόμαστε.
Από την πλευρά του, ο Μακόνε θεωρεί ότι πράγματι η φύση συμπεριφέρεται τόσο στο μικροεπίπεδο όσο και στο μακροεπίπεδο κβαντικά, επειδή τελικά το σύμπαν δεν είναι ενιαίο, αλλά αποτελεί ένα πολύ-σύμπαν αποτελούμενο από πολλά παράλληλα σύμπαντα, ένα για κάθε ξεχωριστή φυσική πραγματικότητα.
Σε κάποια από αυτά τα σύμπαντα (που το μυαλό μας «διαγράφει» ), τα σπασμένα αυγά και τα σπασμένα τζάμια ξανακολλάνε μόνα τους.
Αλλά, δυστυχώς, προς το παρόν τουλάχιστον, ούτε αυτό μπορεί να αποδειχτεί...
www.kathimerini.gr
«Κβαντική εμπλοκή» : Aπίστευτη θεωρία αμερικανού φυσικού
Η «κβαντική εμπλοκή», το μυστηριώδες φαινόμενο, σύμφωνα με το οποίο, κατά την κβαντομηχανική, δύο πράγματα σε απόσταση μεταξύ τους, μπορούν αυτόματα να αλληλεπιδρούν και να αλλάζουν ταυτόχρονα, ίσως πάει πολύ μακρύτερα - ή μάλλον πολύ πιο κοντά - από ό,τι φανταζόμαστε: στο ίδιο μας το κεφάλι, στη μνήμη και τη συνείδησή μας.
Σύμφωνα με τους ισχυρισμούς ενός αμερικανού φυσικού του αμερικανικού πανεπιστημίου ΜΙΤ, όλοι μας βλέπουμε γύρω μας παράξενα πράγματα, όπως σπασμένα τζάμια που ξαφνικά αυτοεπιδιορθώνονται μόνα τους, σπασμένα αυγά που ξανασυναρμολογούνται ή φλιτζάνια καφέ που ξαφνικά ζεσταίνονται μόνα τους - απλώς δεν τα θυμόμαστε!
Ο εξωφρενικός αυτός ισχυρισμός έγινε με κάθε σοβαρότητα από τον φυσικό Λορέντσο Μακόνε και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό φυσικής «Physical Review Letters», σύμφωνα με τον «Γκάρντιαν» και το «New Scientist» .
Όπως αναφέρει ο επιστήμονας, στην καθημερινότητα όλοι βιώνουμε υποκειμενικά το γνωστό «βέλος του χρόνου», δηλαδή αν ένας καφές κρυώσει ή ένα τζάμι σπάσει, η διαδικασία αυτή δεν μπορεί να αντιστραφεί χρονικά από μόνη της - εκτός κι επέμβουμε εμείς στη συνέχεια.
Τα καθημερινά φαινόμενα υπάγονται στο δεύτερο «νόμο της θερμοδυναμικής», που λέει ότι η «εντροπία», δηλαδή ο βαθμός αταξίας ενός κλειστού συστήματος ποτέ δεν μειώνεται, ούτε προς το μέλλον ούτε προς το παρελθόν.
Το μυστήριο του «βέλους του χρόνου» είναι ότι η εντροπία (αταξία) αυξάνει μόνο προς το μέλλον, όπως ακριβώς η θερμότητα κινείται πάντα προς μια κατεύθυνση: από το πιο ζεστό αντικείμενο προς το πιο κρύο και όχι αντίστροφα.
Πιο απλά, όταν ένα τζάμι σπάσει (δηλαδή αυξηθεί η «αταξία» του, άρα και η συνολική εντροπία στο σύμπαν), δεν είναι δυνατό η ζημιά να αποκατασταθεί μόνη της, δηλαδή να μειωθεί η εντροπία (θα πρέπει αργότερα να έρθει ο τζαμάς και να καταβάλει νέα προσπάθεια, δηλαδή νέα ενέργεια, για να το φτιάξει).
Αν, πάλι, ένα συμπιεσμένο αέριο διαχυθεί στην ατμόσφαιρα, δεν πρόκειται ξανά μόνο του να συμπιεστεί στο δοχείο όπου βρισκόταν πριν κοκ. Όσο πιο μεγάλη η εντροπία σε ένα σύστημα τόσο λιγότερη πληροφορία περιέχει.
Όμως ο νόμος της εντροπίας είναι ουσιαστικά στατιστικός και αφορά μεγάλους αριθμούς σωματιδίων (που απαρτίζουν το σπασμένο τζάμι, το διαφυγόν αέριο κ.λπ). Το πρόβλημα -και το μυστήριο- είναι ότι, σύμφωνα με τους φυσικούς, οι νόμοι που κυβερνούν τη συμπεριφορά των μεμονωμένων σωματιδίων δεν υπόκεινται ομοίως στο «βέλος του χρόνου», αλλά αντίθετα επιτρέπουν την αντιστροφή της κατεύθυνσης στον χρόνο. Θεωρητικά, αυτό θα σήμαινε ότι το σπασμένο τζάμι αυτομάτως παύει να είναι σπασμένο!
Σύμφωνα με τον Μακόνε, στην πραγματικότητα τέτοια γεγονότα που μειώνουν την αταξία και την εντροπία (ο καφές ξαναζεσταίνεται μόνος του, το τζάμι αυτο-επιδιορθώνεται αστραπιαία, το αέριο ξαναμπαίνει στο δοχείο κ.λπ.) συμβαίνουν συνεχώς γύρω μας, απλώς δεν μπορούμε να τα δούμε, επειδή η μνήμη του γεγονότος έχει διαγραφεί από τον εγκέφαλό μας «κατ' ανάγκην» . Ο Μακόνε τονίζει ότι οι μνήμες σχηματίζονται μεν, αλλά αμέσως διαγράφονται.
Όπως υποστηρίζει (χρησιμοποιώντας μαθηματικούς υπολογισμούς για να υποστηρίξει τη θέση του), όταν βλέπουμε γύρω μας, η μνήμη μας βρίσκεται σε μια «κβαντική εμπλοκή» με το περιβάλλον μας.
Ο παρατηρητής (εμείς) που παρατηρεί ένα αντικείμενο και «εμπλέκεται» κβαντικά με αυτό, αυξάνει τις πληροφορίες που εισρέουν στον εγκέφαλό του, την ίδια στιγμή που μικραίνει η πληροφορία (και αυξάνεται η εντροπία) στο υπό παρατήρηση αντικείμενο. Όταν όμως «απεμπλεκόμαστε» από αυτό, αυτομάτως διαγράφεται η μνήμη του παρατηρητή, δηλαδή η δική μας.
Φυσικά, παρά τους θεωρητικούς συλλογισμούς του και τις μαθηματικές εξισώσεις του, ο Μακόνε δεν μπορεί να αποδείξει χειροπιαστά ότι όντως γύρω μας κάθε στιγμή συμβαίνουν τέτοια απίστευτα πράγματα και ότι όντως η φύση σε μεγάλη κλίμακα συμπεριφέρεται κβαντομηχανικά. Αυτό που δείχνει - ή προσπαθεί να δείξει- είναι ότι αν (και μόνο αν) τέτοια πράγματα συμβαίνουν, τότε δεν θα τα θυμόμαστε.
Από την πλευρά του, ο Μακόνε θεωρεί ότι πράγματι η φύση συμπεριφέρεται τόσο στο μικροεπίπεδο όσο και στο μακροεπίπεδο κβαντικά, επειδή τελικά το σύμπαν δεν είναι ενιαίο, αλλά αποτελεί ένα πολύ-σύμπαν αποτελούμενο από πολλά παράλληλα σύμπαντα, ένα για κάθε ξεχωριστή φυσική πραγματικότητα.
Σε κάποια από αυτά τα σύμπαντα (που το μυαλό μας «διαγράφει» ), τα σπασμένα αυγά και τα σπασμένα τζάμια ξανακολλάνε μόνα τους.
Αλλά, δυστυχώς, προς το παρόν τουλάχιστον, ούτε αυτό μπορεί να αποδειχτεί...
www.kathimerini.gr
Σάββατο 2 Νοεμβρίου 2013
0
Γιατί το ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο
SHUTTERSTOCK
Οι επιστήμονες κατάφεραν να υπολογίσουν πως το θερμό νερό παγώνει όντως υπό περιστάσεις πιο γρήγορα μέσα σε ένα καταψύκτη από ότι το ψυχρότερο νερό, καθώς το θερμό νερό μεταφέρει την ενέργεια του εκθετικά γρηγορότερα.
Μπορεί να ακούγεται παράδοξο, αλλά μπορεί να επιβεβαιωθεί ακόμη και με ένα απλό πείραμα στο σπίτι: το ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα από το νερό που βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου. Το συγκεκριμένο γεγονός είχε παρατηρηθεί ήδη από τα αρχαία χρόνια και από διάσημους επιστήμονες όπως ο Αριστοτέλης ή ο Καρτέσιος, όμως ονομάζεται φαινόμενο Mpempa προς τιμή του Erasto Mpempa, ενός φοιτητή από τη Τανζανία που το περιέγραψε το 1963.
Διαχρονικά οι επιστήμονες έχουν προτείνει δεκάδες εξηγήσεις για το φαινόμενο το οποίο φαίνεται να αντίκειται στους βασικούς νόμους της θερμοδυναμικής, καμία όμως θεωρία δεν έχει υιοθετηθεί ως η οριστική απάντηση. Το 2012 μάλιστα, η Βασιλική Εταιρία Χημείας της Μεγάλης Βρετανίας ανακοίνωσε πως θα έδινε ένα βραβείο 1.000 λιρών σε όποιον κατάφερνε να εξηγήσει ικανοποιητικά το φαινόμενο, σε ένα διαγωνισμό στον οποίο έλαβαν μέρος 22.000 άτομα (εκ των οποίων 127 ελληνικές συμμετοχές). Αν και το βραβείο δόθηκε στο Νίκολα Μπρέκοβιτς, το θέμα δεν θεωρήθηκε πως διευθετήθηκε πλήρως.
Δύο φυσικοί από το πολυτεχνείο Nanyang της Σιγκαπούρης ωστόσο, θεωρούν πως έφτασαν σε μια ολοκληρωμένη εξήγηση του φαινομένου, η οποία λαμβάνει υπόψη τις ιδιαίτερες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων του νερού.
Κάθε μόριο νερού δεσμεύεται με τα γειτονικά του με έναν ηλεκτρομαγνητικό δεσμό που ονομάζεται δεσμός υδρογόνου. Αυτός είναι μάλιστα που ευθύνεται και για την μεγάλη επιφανειακή τάση που εμφανίζει το νερό, αλλά και για την υψηλή θερμοκρασία βρασμού που έχει το νερό συγκριτικά με άλλα υγρά.
Οι Dr. Sun Changqing και Dr. Xi Zhang προχώρησαν ένα βήμα παραπέρα, θεωρώντας πως οι δεσμοί υδρογόνου ρυθμίζουν και τον τρόπο με τον οποίο το νερό αποθηκεύει και απελευθερώνει ενέργεια. Σύμφωνα με αυτούς, ο ρυθμός της μεταβολής της ενέργειας στα μόρια νερού εξαρτάται από την αρχική κατάσταση του.
Συγκεκριμένα όταν το νερό ζεσταίνεται, οι δεσμοί υδρογόνου αλληλεπιδρούν με τους ομοιοπολικούς δεσμούς που συμμετέχουν επίσης στα μόρια νερού, κάνοντάς τους τελευταίους να μικρύνουν, αποθηκεύοντας ενέργεια κατά τη θέρμανσή τους. Αυτή η σύμπτυξη κατά τη θέρμανση, οδηγεί στην απελευθέρωση ενέργειας με εκθετικά μεγαλύτερο ρυθμό κατά τη διάρκεια της ψύξης, σε σχέση με το ψυχρότερο νερό στο οποίο οι ομοιοπολικοί δεσμοί δεν είναι συμπιεσμένοι. Με αυτό υπόψη κατάφεραν να υπολογίσουν πως το θερμό νερό παγώνει όντως υπό περιστάσεις πιο γρήγορα μέσα σε ένα καταψύκτη από ότι το ψυχρότερο νερό, καθώς το θερμό νερό μεταφέρει την ενέργεια του εκθετικά γρηγορότερα.
Η έρευνα των δύο επιστημόνων δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Scientific Reports.
http://www.naftemporiki.gr
Διαχρονικά οι επιστήμονες έχουν προτείνει δεκάδες εξηγήσεις για το φαινόμενο το οποίο φαίνεται να αντίκειται στους βασικούς νόμους της θερμοδυναμικής, καμία όμως θεωρία δεν έχει υιοθετηθεί ως η οριστική απάντηση. Το 2012 μάλιστα, η Βασιλική Εταιρία Χημείας της Μεγάλης Βρετανίας ανακοίνωσε πως θα έδινε ένα βραβείο 1.000 λιρών σε όποιον κατάφερνε να εξηγήσει ικανοποιητικά το φαινόμενο, σε ένα διαγωνισμό στον οποίο έλαβαν μέρος 22.000 άτομα (εκ των οποίων 127 ελληνικές συμμετοχές). Αν και το βραβείο δόθηκε στο Νίκολα Μπρέκοβιτς, το θέμα δεν θεωρήθηκε πως διευθετήθηκε πλήρως.
Δύο φυσικοί από το πολυτεχνείο Nanyang της Σιγκαπούρης ωστόσο, θεωρούν πως έφτασαν σε μια ολοκληρωμένη εξήγηση του φαινομένου, η οποία λαμβάνει υπόψη τις ιδιαίτερες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων του νερού.
Κάθε μόριο νερού δεσμεύεται με τα γειτονικά του με έναν ηλεκτρομαγνητικό δεσμό που ονομάζεται δεσμός υδρογόνου. Αυτός είναι μάλιστα που ευθύνεται και για την μεγάλη επιφανειακή τάση που εμφανίζει το νερό, αλλά και για την υψηλή θερμοκρασία βρασμού που έχει το νερό συγκριτικά με άλλα υγρά.
Οι Dr. Sun Changqing και Dr. Xi Zhang προχώρησαν ένα βήμα παραπέρα, θεωρώντας πως οι δεσμοί υδρογόνου ρυθμίζουν και τον τρόπο με τον οποίο το νερό αποθηκεύει και απελευθερώνει ενέργεια. Σύμφωνα με αυτούς, ο ρυθμός της μεταβολής της ενέργειας στα μόρια νερού εξαρτάται από την αρχική κατάσταση του.
Συγκεκριμένα όταν το νερό ζεσταίνεται, οι δεσμοί υδρογόνου αλληλεπιδρούν με τους ομοιοπολικούς δεσμούς που συμμετέχουν επίσης στα μόρια νερού, κάνοντάς τους τελευταίους να μικρύνουν, αποθηκεύοντας ενέργεια κατά τη θέρμανσή τους. Αυτή η σύμπτυξη κατά τη θέρμανση, οδηγεί στην απελευθέρωση ενέργειας με εκθετικά μεγαλύτερο ρυθμό κατά τη διάρκεια της ψύξης, σε σχέση με το ψυχρότερο νερό στο οποίο οι ομοιοπολικοί δεσμοί δεν είναι συμπιεσμένοι. Με αυτό υπόψη κατάφεραν να υπολογίσουν πως το θερμό νερό παγώνει όντως υπό περιστάσεις πιο γρήγορα μέσα σε ένα καταψύκτη από ότι το ψυχρότερο νερό, καθώς το θερμό νερό μεταφέρει την ενέργεια του εκθετικά γρηγορότερα.
Η έρευνα των δύο επιστημόνων δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Scientific Reports.
http://www.naftemporiki.gr
Κυριακή 13 Οκτωβρίου 2013
0
Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2013: «στους Francois Englert και Peter W. Higgs για την θεωρητική ανακάλυψη του μηχανισμού που συμβάλλει στην κατανόησή μας για την προέλευση της μάζας στα υποατομικά σωματίδια και που προσφάτως επιβεβαιώθηκε μέσω της ανακάλυψης του προβλεπόμενου θεμελιώδους σωματιδίου, από τα πειράματα ΑTLAS και CMS στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN».
Πάνω από έναν χρόνο πριν από τη σημερινή ημέρα, επιστήμονες βρήκαν το μποζόνιο του Higgs. Ένα χρόνο μετά, στις 8 Οκτωβρίου, δύο φυσικοί που πριν από πενήντα χρόνια είχαν προβλέψει θεωρητικά την ύπαρξη του σωματιδίου το οποίο είναι υπεύθυνο για την απόδοση μάζας σε όλα τα υπόλοιπα γνωστά σωματίδια του σύμπαντος, πήραν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, το υψηλότερο επιστημονικό βραβείο. Μεγάλη έξαψη έχει ήδη δημιουργήσει η βράβευση για την εύρεση του Higgs, κάτι που θεωρείται ως μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις για πολλές γενιές, εντούτοις έχει αφήσει τους φυσικούς σε μια ασαφή πορεία για την έρευνα της επόμενης ημέρας. Παρά το γεγονός της ύπαρξης δημοφιλών άρθρων που συχνά περιγράφουν το πώς το Higgs θα μπορούσε να βοηθήσει τους θεωρητικούς να εξερευνήσουν τους παράξενους κόσμους της θεωρίας των χορδών, των πολλαπλών συμπάντων ή της υπερσυμμετρίας, η αλήθεια είναι πως τα στοιχεία για τις ιδέες αυτές είναι από ελάχιστα ως ανύπαρκτα.
Κανείς δεν είναι σίγουρος για το ποιο από τα μοντέλα αυτά, ή οποιοδήποτε άλλο, θα μπορούσε τελικά να περιγράψει την πραγματικότητα. Η τρέχουσα εικόνα του σύμπαντος, το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model), υποτίθεται ότι εξηγεί όλα τα γνωστά σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους. Αλλά οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι είναι ελλιπές. Τα προβλήματα που υπάρχουν σ’ αυτό χρειάζονται διόρθωση και οι ερευνητές αναζητούν έναν τρόπο να φέρουν εις πέρας το δύσκολο τούτο έργο. Κάποιοι μελετούν τα δεδομένα και προτείνουν να απομακρύνουμε περίεργες ιδέες όπως η υπερσυμμετρία και το πολλαπλό σύμπαν, μοντέλα τα οποία χαρακτηρίζονται από μαθηματική κομψότητα αλλά που στερούνται πειραματικής προοπτικής. Κάποιοι άλλοι, επιθεωρώντας ακριβώς τα ίδια δεδομένα, καταλήγουν στην ακριβώς αντίθετη άποψη.
Για τον κοσμολόγο Neil Turok, η φυσική βρίσκεται σε ένα σημαντικό σταυροδρόμι και κατά μία έννοια έχουμε εισέλθει σε μια περίοδο βαθιάς κρίσης. Η λέξη «κρίση» είναι ιδιαίτερα φορτισμένη στην κοινότητα των φυσικών, φέρνοντας στη μνήμη εποχές όπως οι αρχές του 20ου αιώνα όταν νέες ανακαλύψεις ανέτρεψαν μακρόχρονες πεποιθήσεις σχετικά με τη λειτουργία του σύμπαντος. Τελικά, μια ομάδα νέων ερευνητών έδειξε ότι η κβαντομηχανική ήταν ο καλύτερος τρόπος για να περιγραφεί η πραγματικότητα. Τώρα, όπως και τότε, πολλές παρατηρήσεις δημιουργούν προβληματισμό στους επιστήμονες με κορυφαία μεταξύ τους αυτήν που αναφέρεται ως «Πρόβλημα Ιεραρχίας» (Hierarchy Problem), η οποία με απλούς όρους θέτει το ερώτημα, γιατί η βαρύτητα είναι περίπου 10 τετράκις εκατομμύρια φορές ασθενέστερη από τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος. Ένα άλλο ζήτημα είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, της αόρατης, μυστηριώδους μάζας που θεωρείτο πως είναι υπεύθυνη για τις περίεργες παρατηρήσεις στην περιστροφή των γαλαξιών.
Το Μποζόνιο του Higgs παίρνει το Νόμπελ, αλλά οι φυσικοί ακόμα δε γνωρίζουν τι ακριβώς σημαίνει
Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2013: «στους Francois Englert και Peter W. Higgs για την θεωρητική ανακάλυψη του μηχανισμού που συμβάλλει στην κατανόησή μας για την προέλευση της μάζας στα υποατομικά σωματίδια και που προσφάτως επιβεβαιώθηκε μέσω της ανακάλυψης του προβλεπόμενου θεμελιώδους σωματιδίου, από τα πειράματα ΑTLAS και CMS στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN».
Πάνω από έναν χρόνο πριν από τη σημερινή ημέρα, επιστήμονες βρήκαν το μποζόνιο του Higgs. Ένα χρόνο μετά, στις 8 Οκτωβρίου, δύο φυσικοί που πριν από πενήντα χρόνια είχαν προβλέψει θεωρητικά την ύπαρξη του σωματιδίου το οποίο είναι υπεύθυνο για την απόδοση μάζας σε όλα τα υπόλοιπα γνωστά σωματίδια του σύμπαντος, πήραν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, το υψηλότερο επιστημονικό βραβείο. Μεγάλη έξαψη έχει ήδη δημιουργήσει η βράβευση για την εύρεση του Higgs, κάτι που θεωρείται ως μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις για πολλές γενιές, εντούτοις έχει αφήσει τους φυσικούς σε μια ασαφή πορεία για την έρευνα της επόμενης ημέρας. Παρά το γεγονός της ύπαρξης δημοφιλών άρθρων που συχνά περιγράφουν το πώς το Higgs θα μπορούσε να βοηθήσει τους θεωρητικούς να εξερευνήσουν τους παράξενους κόσμους της θεωρίας των χορδών, των πολλαπλών συμπάντων ή της υπερσυμμετρίας, η αλήθεια είναι πως τα στοιχεία για τις ιδέες αυτές είναι από ελάχιστα ως ανύπαρκτα.
Κανείς δεν είναι σίγουρος για το ποιο από τα μοντέλα αυτά, ή οποιοδήποτε άλλο, θα μπορούσε τελικά να περιγράψει την πραγματικότητα. Η τρέχουσα εικόνα του σύμπαντος, το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model), υποτίθεται ότι εξηγεί όλα τα γνωστά σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους. Αλλά οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι είναι ελλιπές. Τα προβλήματα που υπάρχουν σ’ αυτό χρειάζονται διόρθωση και οι ερευνητές αναζητούν έναν τρόπο να φέρουν εις πέρας το δύσκολο τούτο έργο. Κάποιοι μελετούν τα δεδομένα και προτείνουν να απομακρύνουμε περίεργες ιδέες όπως η υπερσυμμετρία και το πολλαπλό σύμπαν, μοντέλα τα οποία χαρακτηρίζονται από μαθηματική κομψότητα αλλά που στερούνται πειραματικής προοπτικής. Κάποιοι άλλοι, επιθεωρώντας ακριβώς τα ίδια δεδομένα, καταλήγουν στην ακριβώς αντίθετη άποψη.
Για τον κοσμολόγο Neil Turok, η φυσική βρίσκεται σε ένα σημαντικό σταυροδρόμι και κατά μία έννοια έχουμε εισέλθει σε μια περίοδο βαθιάς κρίσης. Η λέξη «κρίση» είναι ιδιαίτερα φορτισμένη στην κοινότητα των φυσικών, φέρνοντας στη μνήμη εποχές όπως οι αρχές του 20ου αιώνα όταν νέες ανακαλύψεις ανέτρεψαν μακρόχρονες πεποιθήσεις σχετικά με τη λειτουργία του σύμπαντος. Τελικά, μια ομάδα νέων ερευνητών έδειξε ότι η κβαντομηχανική ήταν ο καλύτερος τρόπος για να περιγραφεί η πραγματικότητα. Τώρα, όπως και τότε, πολλές παρατηρήσεις δημιουργούν προβληματισμό στους επιστήμονες με κορυφαία μεταξύ τους αυτήν που αναφέρεται ως «Πρόβλημα Ιεραρχίας» (Hierarchy Problem), η οποία με απλούς όρους θέτει το ερώτημα, γιατί η βαρύτητα είναι περίπου 10 τετράκις εκατομμύρια φορές ασθενέστερη από τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος. Ένα άλλο ζήτημα είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, της αόρατης, μυστηριώδους μάζας που θεωρείτο πως είναι υπεύθυνη για τις περίεργες παρατηρήσεις στην περιστροφή των γαλαξιών.
Παρασκευή 11 Οκτωβρίου 2013
0
Νομπέλ Φυσικής 2013 στους Χιγκς-Ενγκλέρ για το “Σωματίδιο του Θεού”
Σε δύο από τους ανθρώπους
που θεμελίωσαν τη θεωρία πάνω στο επονομαζόμενο και ως “Σωματίδιο του
Θεού” απονεμήθηκε το Βραβείο Νομπέλ Φυσικής για το
2013.
Το συγκεκριμένο σωματίδιο το οποίο περιέγραψε θεωρητικά το 1964 ο Βρετανός φυσικός Πίτερ Χιγκς προσδίδει μάζα στην ύλη. Συμφωνα με τη θεωρία πάνω στην οποία εργάστηκε ο Χιγκς η μάζα είναι συνυφασμένη με τη ρήξη κάποιας βαθύτερης συμμετρίας στη φύση, εξού και το φαινόμενον ονομάζεται «αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας».
Ο συγκεκριμένος μηχανισμός ονομάζεται και μηχανισμός Brout-Englert-Higgs παίρνοντας το όνομά του από τους τρεις επιστήμονες που τον περιέγραψαν.
Έτσι η Σουηδική Ακαδημία αποφάσισε να απονείμει το βραβείο στους Πήτερ Χιγκς και Φρανσουά Ενγκλέρ, αφού ο τρίτος επιστήμονας του μηχανισμού Brout-Englert-Higgs, ο Βέλγος καθηγητής Ρόμπερτ Μπράουτ δε βρίσκεται στη ζωή.
Την ύπαρξη του “Σωματιδίου του Θεού” επιβεβαίωσαν 50 χρόνια μετά την ανακάλυψή του τα πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στο CERN της Ελβετίας.
Η Σουηδική Ακαδημία χαρακτήρισε την ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς ως θρίαμβο της φυσικής και της ανθρώπινης διανόησης.
«Το φετινό βραβείο είναι για κάτι μικρό, που κάνει όλη τη διαφορά», είπε ο Στάφαν Νόρμαρκ, γραμματέας της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών. «Για τη θεωρητική ανακάλυψη του μηχανισμού που συνεισφέρει στην κατανόησή μας για την προέλευση της μάζας των υποατομικών σωματιδίων, ο οποίος πρόσφατα επιβεβαιώθηκε με την ανακάλυψη του προβλεπόμενου στοιχειώδους σωματιδίου, από τα πειράματα CMS και ATLAS του επιταχυντή LHC του CERΝ», κατέληξε.
Στη συγκεκριμένη ανακάλυψη είχαν συνεισφέρει σημαντικά και οι αμερικανοί Τζέραλντ Γκούραλνικ και Καρλ Χάγκεν όπως και ο βρετανός Τομ Κίμπλ, μεταξύ άλλων, με σχεδόν ταυτόχρονες δημοσιεύσεις.
econews
Το συγκεκριμένο σωματίδιο το οποίο περιέγραψε θεωρητικά το 1964 ο Βρετανός φυσικός Πίτερ Χιγκς προσδίδει μάζα στην ύλη. Συμφωνα με τη θεωρία πάνω στην οποία εργάστηκε ο Χιγκς η μάζα είναι συνυφασμένη με τη ρήξη κάποιας βαθύτερης συμμετρίας στη φύση, εξού και το φαινόμενον ονομάζεται «αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας».
Ο συγκεκριμένος μηχανισμός ονομάζεται και μηχανισμός Brout-Englert-Higgs παίρνοντας το όνομά του από τους τρεις επιστήμονες που τον περιέγραψαν.
Έτσι η Σουηδική Ακαδημία αποφάσισε να απονείμει το βραβείο στους Πήτερ Χιγκς και Φρανσουά Ενγκλέρ, αφού ο τρίτος επιστήμονας του μηχανισμού Brout-Englert-Higgs, ο Βέλγος καθηγητής Ρόμπερτ Μπράουτ δε βρίσκεται στη ζωή.
Την ύπαρξη του “Σωματιδίου του Θεού” επιβεβαίωσαν 50 χρόνια μετά την ανακάλυψή του τα πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στο CERN της Ελβετίας.
Η Σουηδική Ακαδημία χαρακτήρισε την ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς ως θρίαμβο της φυσικής και της ανθρώπινης διανόησης.
«Το φετινό βραβείο είναι για κάτι μικρό, που κάνει όλη τη διαφορά», είπε ο Στάφαν Νόρμαρκ, γραμματέας της Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών. «Για τη θεωρητική ανακάλυψη του μηχανισμού που συνεισφέρει στην κατανόησή μας για την προέλευση της μάζας των υποατομικών σωματιδίων, ο οποίος πρόσφατα επιβεβαιώθηκε με την ανακάλυψη του προβλεπόμενου στοιχειώδους σωματιδίου, από τα πειράματα CMS και ATLAS του επιταχυντή LHC του CERΝ», κατέληξε.
Στη συγκεκριμένη ανακάλυψη είχαν συνεισφέρει σημαντικά και οι αμερικανοί Τζέραλντ Γκούραλνικ και Καρλ Χάγκεν όπως και ο βρετανός Τομ Κίμπλ, μεταξύ άλλων, με σχεδόν ταυτόχρονες δημοσιεύσεις.
econews
Τρίτη 8 Οκτωβρίου 2013
0
Η κβαντική Φυσική εξηγεί τη Βιολογία
Το λεγόμενο «παράδοξο» του αρχαίου Ελληνα φιλοσόφου Ζήνωνα (490-415) από την Ελέα της Κάτω Ιταλίας, σύμφωνα με το οποίο η κίνηση είναι μια ψευδαίσθηση το οποίο ξένοι επιστήμονες είχαν ονομάσει από το 1977 «κβαντικό παράδοξο του Ζήνωνα», λύθηκε έπειτα από περίπου 2.500 χρόνια από τον επίκουρο καθηγητή του Φυσικού Τμήματος του Πανεπιστημίου Κρήτης και ερευνητή του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ), Γιάννη Κομίνη.
Με τη χρήση κβαντικών εξισώσεων ο 37χρονος Ελληνας ερευνητής απαντά σε έναν σύνθετο επιστημονικό γρίφο, που αποτελεί και πολιτιστικό επίτευγμα του 21ου αιώνα με απροσμέτρητες συνέπειες στο μέλλον. Με την εν λόγω ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε χθες στο παγκοσμίου κύρους περιοδικό «Physical Review», για πρώτη φορά στον κόσμο εμφανίζεται στην επιστήμη ένα κβαντικό φαινόμενο να «καθορίζει άμεσα τις δυνατότητες ενός βιολογικού οργανισμού» και συγκεκριμένα των πουλιών, καθορίζοντας τον ακριβή προσανατολισμό τους σε σχέση με το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Οι εξισώσεις του κ. Κομίνη που παρέχουν την εν λόγω εξήγηση ανοίγουν έναν πολύπλευρο δρόμο στην επιστήμη για την κατανόηση πολλών φαινομένων, όπως της φωτοσύνθεσης, της παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας στην κατανόηση της έμβιας ύλης και του ίδιου του ανθρώπου.
* Κύριε Κομίνη, ποια διαδρομή πραγματοποίησε η επιστήμη για να φτάσουμε ώς εδώ;
* «Η ιστορία των φυσικών επιστημών βρίθει από συνθέσεις επιστημονικών αντιλήψεων και θεωριών, το αποτέλεσμα των οποίων πολλές φορές ήταν μια επιστημονική αλλά και τεχνολογική επανάσταση. Για παράδειγμα, ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα ήταν γνωστά από την αρχαιότητα. Οι αρχαίοι Ελληνες είχαν παρατηρήσει ότι όταν τρίψει κανείς ένα κομμάτι από ήλεκτρο (κεχριμπάρι) σε ένα ύφασμα, τότε το ήλεκτρο έλκει ελαφρά αντικείμενα, όπως ένα μικρό κομμάτι χαρτί.
Αυτό είναι ένα ηλεκτρικό φαινόμενο το οποίο σήμερα γνωρίζουμε ότι προέρχεται από τη μεταπήδηση ηλεκτρονίων από το ύφασμα στο υλικό, το οποίο φορτίζεται αρνητικά και έλκει τα θετικά φορτία από ένα άλλο υλικό, όπως το χαρτί. Οι αρχαίοι Κινέζοι γνώριζαν τη χρήση της μαγνητικής πυξίδας στη ναυσιπλοΐα και σήμερα γνωρίζουμε ότι η κίνηση της πυξίδας οφείλεται στη δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο της Γης στο μαγνητισμένο σίδηρο από τον οποίο αποτελείται η βελόνα της πυξίδας».
* «Οπως είναι λοιπόν γνωστό, οι φυσικές επιστήμες, είτε για ιστορικούς είτε για πρακτικούς λόγους, έχουν χωριστεί σε διάφορους τομείς, π.χ. φυσική, χημεία, βιολογία. Οι τομείς αυτοί είναι με τη σειρά τους χωρισμένοι σε υποτομείς. Τα τελευταία χρόνια μια άλλη σύνθεση που είναι εν τη γενέσει της είναι η κβαντική βιολογία. Το πρώτο εύλογο ερώτημα που προκύπτει είναι: τι σχέση μπορεί να έχει ο παράξενος κόσμος των κβάντων με την έμβια ύλη; Τι σχέση μπορεί να έχει η κβαντική φυσική, που διέπει τον αόρατο στο ανθρώπινο μάτι υπο-ατομικό μικρόκοσμο, με τους έμβιους οργανισμούς; Φαινομενικά, καμία απολύτως σχέση.
Είναι βέβαια γνωστό ότι με την κβαντική φυσική κατανοούμε τη δομή των ατόμων. Η δομή των ατόμων και οι αλληλεπιδράσεις τους οδηγούν στην κατανόηση της δομής των μορίων και των χημικών αντιδράσεων, και αυτές με τη σειρά τους ρυθμίζουν τη συμπεριφορά τεράστιων βιο-μορίων, όπως είναι οι πρωτεΐνες (που αποτελούνται από χιλιάδες άτομα) που είναι η βάση των έμβιων οργανισμών.
Με άλλα λόγια, είναι γνωστό ότι η βάση της χημείας είναι η κβαντική φυσική, η βάση της βιολογίας είναι η χημεία και η βιοχημεία, αλλά μέχρι τώρα θεωρούνταν βέβαιο ότι καμία άλλη σχέση δεν υφίσταται μεταξύ κβαντικής φυσικής και βιολογίας εκτός από την προηγούμενη έμμεση συνάφεια, που κυρίως έχει να κάνει με τη δομή της ύλης, από την πιο στοιχειώδη στην πιο σύνθετη μορφή της».
* Τα κβαντικά φαινόμενα τι εξηγούν;
* «Η φύση όμως έχει τη δυνατότητα να μας εκπλήσσει και να μας δείχνει με απρόσμενο τρόπο ότι η πραγματικότητα είναι διαφορετική απ' ό,τι φανταζόμαστε. Για πρώτη φορά στην επιστήμη ανακαλύφθηκε πρόσφατα ότι υπεισέρχονται κβαντικά φαινόμενα σε ένα σημαντικό βιολογικό σύστημα. Πρόκειται για τις χημικές αντιδράσεις με ζεύγη ιοντικών ριζών. Τα ζεύγη αυτά είναι βιο-μόρια που υπεισέρχονται τόσο στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης όσο και στην "έκτη" αίσθηση των αποδημητικών πουλιών.
Η αίσθηση αυτή αφορά την ικανότητα των πουλιών αυτών να βρίσκουν με ακρίβεια τον προορισμό τους έπειτα από ταξίδι χιλιάδων χιλιομέτρων. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούν το μαγνητικό πεδίο της Γης και ο μηχανισμός με τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι γνωστός ως βιοχημική πυξίδα. Η πυξίδα αυτή στηρίζεται ακριβώς στις αντιδράσεις με ζευγάρια ιοντικών ριζών, οι οποίες λαμβάνουν χώρα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα των πουλιών. Οι αντιδράσεις αυτές επηρεάζονται από το μαγνητικό πεδίο και έτσι τα προϊόντα της αντίδρασης φέρουν την πληροφορία για το μαγνητικό πεδίο της Γης».
* Η δική σας ανακάλυψη σε τι συνίσταται;
* «Η ανακάλυψη, που πραγματοποιήσαμε, δημοσιεύτηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό "Physical Review" και αφορά το γεγονός ότι οι αντιδράσεις αυτές καθορίζονται από κβαντικά φαινόμενα που για πρώτη φορά φαίνεται να εμφανίζονται σε ένα βιολογικό σύστημα. Τόσο οι χημικές αντιδράσεις και τα βιο-μόρια στα οποία λαμβάνουν χώρα όσο και ο μηχανισμός της βιοχημικής πυξίδας ήταν γνωστά στην επιστημονική κοινότητα εδώ και πολλά χρόνια. Ομως, η φυσική περιγραφή και κατανόηση αυτών των φαινομένων σε κβαντικό επίπεδο ήταν ελλιπής και "αποσιωπούσε" την ύπαρξη και δράση των κβαντικών φαινομένων. Μάλιστα, η δυνατότητα των πουλιών να προσανατολιστούν με μεγάλη ακρίβεια στο μαγνητικό πεδίο της Γης φαίνεται ότι είναι άμεση απόρροια αυτών των κβαντικών "παραδόξων".
Το κβαντικό φαινόμενο του Ζήνωνα έχει παρατηρηθεί σε πολλά πειράματα και με πολλές παραλλαγές, ποτέ όμως σε ένα βιοχημικό/βιολογικό σύστημα. Πιο αναλυτικά, αυτό που συμβαίνει είναι το εξής: το ζεύγος ιοντικών ριζών αποτελείται, πολύ απλά, από δύο μοριακά ιόντα και δύο ελεύθερα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια αυτά είναι μικροσκοπικοί, κβαντικοί μαγνήτες, οι οποίοι "αισθάνονται" το μαγνητικό πεδίο της Γης, όπως μια πυξίδα. Κάποια στιγμή όμως τα ηλεκτρόνια αυτά μεταπηδούν στα ιόντα και προκύπτει ένα ουδέτερο μόριο, δηλαδή η χημική αντίδραση λαμβάνει τέλος. Η μορφή του ουδέτερου μορίου που προκύπτει εξαρτάται από το τι προσανατολισμό έχουν οι δύο ηλεκτρονικοί μαγνήτες. Τον έλεγχο αυτό τον πραγματοποιούν τα δύο μοριακά ιόντα. Οταν ο έλεγχος αυτός που ασκούν τα ιόντα στα ηλεκτρόνια είναι πολύ "ισχυρός", τότε ακριβώς εμφανίζεται το κβαντικό φαινόμενο του Ζήνωνα και ο χρόνος ζωής της αντίδρασης αυτής παρατείνεται.
Αν βέβαια η χημική αυτή αντίδραση λάβει χώρα πολύ γρήγορα, τα προϊόντα θα είναι ανεξάρτητα από το μαγνητικό πεδίο και δεν θα επιβιώσει καμία πληροφορία γι' αυτό. Το κβαντικό φαινόμενο του Ζήνωνα είναι λοιπόν υπεύθυνο για τον χρόνο ζωής της βιοχημικής αυτής αντίδρασης, χρόνος που είναι επαρκής για να δουλέψει ο μηχανισμός της βιοχημικής πυξίδας».
* Ποιες θα είναι οι συνέπειες μιας τέτοιας ανακάλυψης;
* «Το ότι ένα κβαντικό φαινόμενο, όπως αυτό που περιγράψαμε, καθορίζει άμεσα τις δυνατότητες ενός βιολογικού οργανισμού είναι γεγονός που για πρώτη φορά εμφανίζεται στην επιστήμη και έρχεται να κλονίσει τα στεγανά μεταξύ παραδοσιακά διαφορετικών και πολύ απόμακρων επιστημονικών τομέων, όπως είναι η κβαντική φυσική και η βιοχημεία ή η βιολογία.
Οι συνέπειες της ανακάλυψης αυτής είναι πολύ πιθανό ότι θα είναι πολύπλευρες. Οι ίδιες χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στη βιοχημική πυξίδα των πουλιών λαμβάνουν χώρα και στη φωτοσύνθεση, το βιοχημικό εργοστάσιο που μετατρέπει την ενέργεια από τον ήλιο σε βιοχημική ενέργεια που τροφοδοτεί τη ζωή στον πλανήτη. Είναι πιθανό η κατανόηση των αντιδράσεων αυτών σε κβαντικό επίπεδο να οδηγήσει σε μια βαθύτερη κατανόηση της φωτοσύνθεσης και σε μια αποδοτικότερη προσομοίωσή της από τον άνθρωπο, καθότι μέχρι τώρα η τεχνητή φωτοσύνθεση δεν έχει καταφέρει να προσεγγίσει τις δυνατότητες της φύσης. Μια τέτοια εξέλιξη θα έχει σοβαρότατες συνέπειες για την παραγωγή ή αποθήκευση ενέργειας. Ανοίγεται επίσης ο δρόμος για την ανάπτυξη νέων βιο-αισθητήρων, με απρόβλεπτες εφαρμογές στη βιοτεχνολογία. Τέλος, η ανακάλυψη αυτή μπορεί να είναι προπομπός άλλων παρόμοιων ανακαλύψεων σχετικά με την επίδραση των κβαντικών νόμων στην έμβια ύλη, ίσως ακόμα και στον άνθρωπο». *
enet
Κυριακή 29 Σεπτεμβρίου 2013
0
Είναι το φεγγάρι στη θέση του όταν δεν το κοιτάζει κανείς;
Η θεωρία του Νιλς Μπορ ότι δεν υπάρχει αντικειμενική πραγματικότητα και οι αντιρρήσεις του Αλβέρτου Αϊνστάιν: Οι δύο πυλώνες της σύγχρονης Φυσικής, η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, που περιγράφει το πολύ μεγάλο, και η Κβαντομηχανική, που περιγράφει το πολύ μικρό, είναι δύσκολο να κατανοηθούν από τον μέσο πολίτη, επειδή χρησιμοποιούν έννοιες ξένες στην καθημερινή ζωή.
Αν όμως είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τον τετραδιάστατο χωροχρόνο, στον οποίο «ζει» η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η Κβαντομηχανική παρουσιάζει μια πολύ μεγαλύτερη πρόκληση: Φαίνεται να οδηγεί στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχει στον κόσμο γύρω μας αντικειμενική πραγματικότητα!
Η επιστήμη του μικρόκοσμου: Η Κβαντομηχανική είναι η σύγχρονη θεωρία της Φυσικής που περιγράφει τις κινήσεις των σωμάτων του μικρόκοσμου, όπως είναι τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια. Επί σχεδόν μία εκατονταετία όλα τα πειράματα επιβεβαιώνουν τις θεωρητικές προβλέψεις που επιτυγχάνει η μαθηματική πλευρά της, αλλά η ίδια η θεωρία «πάσχει» από ένα σημαντικό ελάττωμα: Οι φυσικές διεργασίες που περιγράφονται τόσο επιτυχώς από τα μαθηματικά δεν είναι καθόλου προφανείς!
Συγκεκριμένα, η Κβαντομηχανική διαφέρει σημαντικά από την υπόλοιπη Φυσική στο ότι δεν μπορεί να προβλέψει τη θέση ενός σωματιδίου στο μέλλον, αλλά μόνο την πιθανότητα το σωματίδιο αυτό να βρίσκεται στη θέση αυτή. Η διαφορά αυτή μπορεί να φαίνεται, σε πρώτη σκέψη, σαν μικρή λεπτομέρεια χωρίς σημασία, έχει όμως βαθύτατες συνέπειες στον τρόπο με τον οποίο καταλαβαίνουμε ότι «λειτουργεί» ο κόσμος γύρω μας. Καταργεί την αίσθηση που έχουμε από την καθημερινή ζωή ότι οι ίδιες αιτίες έχουν πάντοτε τα ίδια αποτελέσματα.
Ας φανταστούμε, για παράδειγμα, ένα πείραμα στο οποίο εκτοξεύουμε ένα ηλεκτρόνιο με την ίδια πάντα ταχύτητα και προς την ίδια πάντα κατεύθυνση. Εστω ότι, θεωρητικά, βρίσκουμε πως το ηλεκτρόνιο έχει πιθανότητα 30% να περάσει από έναν ανιχνευτή. Πώς ελέγχουμε αυτό το αποτέλεσμα; Κάνουμε το πείραμα 100 φορές και, αν διαπιστώσουμε ότι στις 30 το ηλεκτρόνιο πέρασε από αυτόν τον ανιχνευτή, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η θεωρία δουλεύει σωστά. Πώς γίνεται, όμως, ηλεκτρόνια με τις ίδιες αρχικές συνθήκες να ακολουθούν διαφορετικές «διαδρομές»;
Στα μέσα της δεκαετίας του 1920 ο μεγάλος δανός φυσικός Νιλς Μπορ και οι συνεργάτες του κατέληξαν σε μια ερμηνεία του παραπάνω φαινομένου, που έκτοτε έμεινε γνωστή ως ερμηνεία της σχολής της Κοπεγχάγης. Σύμφωνα με την ερμηνεία αυτή, το κάθε ηλεκτρόνιο δεν ακολουθεί μια συγκεκριμένη διαδρομή, αλλά βρίσκεται «κάπου» μεταξύ της διάταξης εκτόξευσης και του ανιχνευτή. Αποκτάει μια συγκεκριμένη θέση μόνο τη στιγμή που ανιχνεύουμε την παρουσία του!
Αν όμως είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τον τετραδιάστατο χωροχρόνο, στον οποίο «ζει» η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, η Κβαντομηχανική παρουσιάζει μια πολύ μεγαλύτερη πρόκληση: Φαίνεται να οδηγεί στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχει στον κόσμο γύρω μας αντικειμενική πραγματικότητα!
Η επιστήμη του μικρόκοσμου: Η Κβαντομηχανική είναι η σύγχρονη θεωρία της Φυσικής που περιγράφει τις κινήσεις των σωμάτων του μικρόκοσμου, όπως είναι τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια. Επί σχεδόν μία εκατονταετία όλα τα πειράματα επιβεβαιώνουν τις θεωρητικές προβλέψεις που επιτυγχάνει η μαθηματική πλευρά της, αλλά η ίδια η θεωρία «πάσχει» από ένα σημαντικό ελάττωμα: Οι φυσικές διεργασίες που περιγράφονται τόσο επιτυχώς από τα μαθηματικά δεν είναι καθόλου προφανείς!
Συγκεκριμένα, η Κβαντομηχανική διαφέρει σημαντικά από την υπόλοιπη Φυσική στο ότι δεν μπορεί να προβλέψει τη θέση ενός σωματιδίου στο μέλλον, αλλά μόνο την πιθανότητα το σωματίδιο αυτό να βρίσκεται στη θέση αυτή. Η διαφορά αυτή μπορεί να φαίνεται, σε πρώτη σκέψη, σαν μικρή λεπτομέρεια χωρίς σημασία, έχει όμως βαθύτατες συνέπειες στον τρόπο με τον οποίο καταλαβαίνουμε ότι «λειτουργεί» ο κόσμος γύρω μας. Καταργεί την αίσθηση που έχουμε από την καθημερινή ζωή ότι οι ίδιες αιτίες έχουν πάντοτε τα ίδια αποτελέσματα.
Ας φανταστούμε, για παράδειγμα, ένα πείραμα στο οποίο εκτοξεύουμε ένα ηλεκτρόνιο με την ίδια πάντα ταχύτητα και προς την ίδια πάντα κατεύθυνση. Εστω ότι, θεωρητικά, βρίσκουμε πως το ηλεκτρόνιο έχει πιθανότητα 30% να περάσει από έναν ανιχνευτή. Πώς ελέγχουμε αυτό το αποτέλεσμα; Κάνουμε το πείραμα 100 φορές και, αν διαπιστώσουμε ότι στις 30 το ηλεκτρόνιο πέρασε από αυτόν τον ανιχνευτή, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η θεωρία δουλεύει σωστά. Πώς γίνεται, όμως, ηλεκτρόνια με τις ίδιες αρχικές συνθήκες να ακολουθούν διαφορετικές «διαδρομές»;
Στα μέσα της δεκαετίας του 1920 ο μεγάλος δανός φυσικός Νιλς Μπορ και οι συνεργάτες του κατέληξαν σε μια ερμηνεία του παραπάνω φαινομένου, που έκτοτε έμεινε γνωστή ως ερμηνεία της σχολής της Κοπεγχάγης. Σύμφωνα με την ερμηνεία αυτή, το κάθε ηλεκτρόνιο δεν ακολουθεί μια συγκεκριμένη διαδρομή, αλλά βρίσκεται «κάπου» μεταξύ της διάταξης εκτόξευσης και του ανιχνευτή. Αποκτάει μια συγκεκριμένη θέση μόνο τη στιγμή που ανιχνεύουμε την παρουσία του!
Παρασκευή 20 Σεπτεμβρίου 2013
0
Η Επιταχυνόμενη Διαστολή του Σύμπαντος και η Σκοτεινή Ενεργεια
Από τις αρχές του τρέχοντος μηνός μία καταπληκτικής ανάλυσης φωτογραφική μηχανή 570 megapixels αξίας 50 εκατομμυρίων δολαρίων, που έχει τοποθετηθεί στο τηλεσκόπιο τεσσάρων μέτρων Blanco στο Cerro Tololo της Χιλής, ξεκίνησε να καταγράφει τον νυχτερινό ουρανό του Νότιου ημισφαίριου, κάτι που θα συνεχιστεί για τα επόμενα πέντε χρόνια.
Διονύσης Π. Σιμόπουλος – Διευθυντής Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Αλέξης Α. Δεληβοριάς – Αστρονόμος Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Κάθε φωτογραφία καταγράφει 100.000 γαλαξίες, ενώ στο τέλος του προγράμματος θα έχουν καταγραφεί συνολικά 300 εκατομμύρια γαλαξίες και 4.000 σουπερνόβα εκρήξεις. Στο τέλος αυτής της προσπάθειας 200 ερευνητών, από 23 ερευνητικά κέντρα έξη χωρών, θα έχει δημιουργηθεί μία εντυπωσιακή κοσμική ταινία που θα μας ξεναγεί στα 13,82 δισεκατομμύρια χρόνια της εξελικτικής πορείας του Σύμπαντος.
Στην ταινία αυτή θα βρίσκεται η απάντηση σε ένα από τα πιο πολύπλοκα και ενδιαφέροντα κοσμολογικά προβλήματα που εντοπίστηκε μόλις πριν από 15 περίπου χρόνια. Πρόκειται για το περίφημο πρόβλημα της επονομαζόμενης «σκοτεινής ενέργειας» που αποτελεί το 68,3% των συστατικών του Σύμπαντος και η οποία τα τελευταία 6,5 δισεκατομμύρια χρόνια υποχρεώνει το Σύμπαν να διαστέλλεται επιταχυνόμενο. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα με τη σειρά.
Οι περισσότεροι επιστήμονες, μέχρι τα τέλη σχεδόν του περασμένου αιώνα, θεωρούσαν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιβραδύνεται, κάτι που θεωρούνταν απολύτως φυσιολογικό, αφού σ’ αυτές τις κολοσσιαίες κοσμικές κλίμακες η βαρύτητα είναι εκείνη η φυσική αλληλεπίδραση που υπερισχύει. Και καθώς η βαρύτητα είναι πάντα ελκτική, από τη στιγμή της δημιουργίας του και μετά, από τη στιγμή δηλαδή που η Μεγάλη Έκρηξη γέννησε τον ίδιο το χώρο και το χρόνο, η διαστολή του επιβραδύνεται. Γι’ αυτό, όταν ξεκίνησε στα 1987 το διεθνές ερευνητικό πρόγραμμα Supernova Cosmology Project, ο βασικός του στόχος ήταν να υπολογίσει, μέσα από την ανίχνευση συγκεκριμένων σουπερνόβα εκρήξεων, αυτόν ακριβώς το ρυθμό επιβράδυνσης της διαστολής του.
Λίγα χρόνια αργότερα, και συγκεκριμένα το 1995, μία δεύτερη ερευνητική ομάδα, η High Z Supernova Team, μπήκε στο παιχνίδι. Τα αποτελέσματα των δύο ερευνητικών ομάδων που ανακοινώθηκαν επίσημα τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο του 1998 άφησαν τη διεθνή επιστημονική κοινότητα «με το στόμα ανοιχτό»! Γιατί η ανάλυση των δεδομένων, αντί απλά να οδηγήσει στον υπολογισμό του ρυθμού επιβράδυνσης της διαστολής του Σύμπαντος με περισσότερη ακρίβεια, όπως όλοι περίμεναν, οδήγησε τους ερευνητές στο ακριβώς αντίθετο, στο συμπέρασμα δηλαδή ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται!
Διονύσης Π. Σιμόπουλος – Διευθυντής Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Αλέξης Α. Δεληβοριάς – Αστρονόμος Ευγενιδείου Πλανηταρίου
Κάθε φωτογραφία καταγράφει 100.000 γαλαξίες, ενώ στο τέλος του προγράμματος θα έχουν καταγραφεί συνολικά 300 εκατομμύρια γαλαξίες και 4.000 σουπερνόβα εκρήξεις. Στο τέλος αυτής της προσπάθειας 200 ερευνητών, από 23 ερευνητικά κέντρα έξη χωρών, θα έχει δημιουργηθεί μία εντυπωσιακή κοσμική ταινία που θα μας ξεναγεί στα 13,82 δισεκατομμύρια χρόνια της εξελικτικής πορείας του Σύμπαντος.
Στην ταινία αυτή θα βρίσκεται η απάντηση σε ένα από τα πιο πολύπλοκα και ενδιαφέροντα κοσμολογικά προβλήματα που εντοπίστηκε μόλις πριν από 15 περίπου χρόνια. Πρόκειται για το περίφημο πρόβλημα της επονομαζόμενης «σκοτεινής ενέργειας» που αποτελεί το 68,3% των συστατικών του Σύμπαντος και η οποία τα τελευταία 6,5 δισεκατομμύρια χρόνια υποχρεώνει το Σύμπαν να διαστέλλεται επιταχυνόμενο. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα με τη σειρά.
Οι περισσότεροι επιστήμονες, μέχρι τα τέλη σχεδόν του περασμένου αιώνα, θεωρούσαν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιβραδύνεται, κάτι που θεωρούνταν απολύτως φυσιολογικό, αφού σ’ αυτές τις κολοσσιαίες κοσμικές κλίμακες η βαρύτητα είναι εκείνη η φυσική αλληλεπίδραση που υπερισχύει. Και καθώς η βαρύτητα είναι πάντα ελκτική, από τη στιγμή της δημιουργίας του και μετά, από τη στιγμή δηλαδή που η Μεγάλη Έκρηξη γέννησε τον ίδιο το χώρο και το χρόνο, η διαστολή του επιβραδύνεται. Γι’ αυτό, όταν ξεκίνησε στα 1987 το διεθνές ερευνητικό πρόγραμμα Supernova Cosmology Project, ο βασικός του στόχος ήταν να υπολογίσει, μέσα από την ανίχνευση συγκεκριμένων σουπερνόβα εκρήξεων, αυτόν ακριβώς το ρυθμό επιβράδυνσης της διαστολής του.
Λίγα χρόνια αργότερα, και συγκεκριμένα το 1995, μία δεύτερη ερευνητική ομάδα, η High Z Supernova Team, μπήκε στο παιχνίδι. Τα αποτελέσματα των δύο ερευνητικών ομάδων που ανακοινώθηκαν επίσημα τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο του 1998 άφησαν τη διεθνή επιστημονική κοινότητα «με το στόμα ανοιχτό»! Γιατί η ανάλυση των δεδομένων, αντί απλά να οδηγήσει στον υπολογισμό του ρυθμού επιβράδυνσης της διαστολής του Σύμπαντος με περισσότερη ακρίβεια, όπως όλοι περίμεναν, οδήγησε τους ερευνητές στο ακριβώς αντίθετο, στο συμπέρασμα δηλαδή ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται!
0
Τι σχήμα έχει το Σύμπαν;
ESA and the Planck Collaboration/Alan Stonebraker
Με βάση νέες έρευνες, υπάρχουν ενδείξεις πως ίσως το σύμπαν να είναι αρνητικά κυρτωμένο, έχοντας σχήμα ενός υπερβολοειδούς που μοιάζει με σαμάρι.
Ένα από τα ανοιχτά προβλήματα της κοσμολογίας είναι η γεωμετρία του Σύμπαντος, και συγκεκριμένα εάν είναι επίπεδο, ή εάν έχει θετική ή αρνητική κυρτότητα. Συνδεδεμένο με το παραπάνω ερώτημα είναι και το σχήμα που θα έχει το Σύμπαν: επίπεδο όπου θα ισχύει το Πυθαγόρειο θεώρημα, κλειστό όπως μία σφαίρα, ή ανοικτό όπως ένα υπερβολοειδές.
Αν και οι παρατηρήσεις συγκλίνουν προς ένα επίπεδο Σύμπαν, υπάρχει ένα μικρό περιθώριο και για τις άλλες δύο εκδοχές. Με βάση νέες έρευνες και αναπάντεχα ευρήματα, υπάρχουν ενδείξεις πως ίσως το σύμπαν να είναι αρνητικά κυρτωμένο, έχοντας σχήμα ενός υπερβολοειδούς που μοιάζει με σαμάρι.
Ερευνώντας την ακτινοβολία-απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης, το Κοσμικό Μικροκυματικό Υπόβαθρο (Cosmic Microwave Background), η αμερικανική διαστημική αποστολή WMAP είχε επισημάνει το 2004 ένα αξιοσημείωτο γεγονός: υπήρχε διαφορά στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας αυτής στο βόρειο με το νότιο ημισφαίριου του ουρανού.
Κάτι τέτοιο ήταν τελείως αντίθετο με τις προβλέψεις, καθώς θεωρούμε, αν και δε γνωρίζουμε το λόγο, πως το Σύμπαν είναι ομογενές και ισότροπο, δηλαδή φαίνεται το ίδιο σε όποια κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε.
Πέραν όμως αυτής της ομογένειας, υπάρχουν τοπικές μικρές διακυμάνσεις, στις οποίες και οφείλουμε την ύπαρξη μας: καθώς το Σύμπαν εξελισσόταν και διαστελλόταν σχηματίζονταν περιοχές που τοπικά επέτρεπαν τη δημιουργία δομών όπως οι γαλαξίες και μετέπειτα τα άστρα και οι πλανήτες.
Αυτές οι διακυμάνσεις ήταν και στο στόχαστρο της μελέτης του WMAP, το οποίο όμως είχε μετρήσει μια διαφορά της τάξης του 10% στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας υποβάθρου ανάμεσα στα δύο ημισφαίρια του ουρανού.
Αν και οι παρατηρήσεις συγκλίνουν προς ένα επίπεδο Σύμπαν, υπάρχει ένα μικρό περιθώριο και για τις άλλες δύο εκδοχές. Με βάση νέες έρευνες και αναπάντεχα ευρήματα, υπάρχουν ενδείξεις πως ίσως το σύμπαν να είναι αρνητικά κυρτωμένο, έχοντας σχήμα ενός υπερβολοειδούς που μοιάζει με σαμάρι.
Ερευνώντας την ακτινοβολία-απόηχο της Μεγάλης Έκρηξης, το Κοσμικό Μικροκυματικό Υπόβαθρο (Cosmic Microwave Background), η αμερικανική διαστημική αποστολή WMAP είχε επισημάνει το 2004 ένα αξιοσημείωτο γεγονός: υπήρχε διαφορά στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας αυτής στο βόρειο με το νότιο ημισφαίριου του ουρανού.
Κάτι τέτοιο ήταν τελείως αντίθετο με τις προβλέψεις, καθώς θεωρούμε, αν και δε γνωρίζουμε το λόγο, πως το Σύμπαν είναι ομογενές και ισότροπο, δηλαδή φαίνεται το ίδιο σε όποια κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε.
Πέραν όμως αυτής της ομογένειας, υπάρχουν τοπικές μικρές διακυμάνσεις, στις οποίες και οφείλουμε την ύπαρξη μας: καθώς το Σύμπαν εξελισσόταν και διαστελλόταν σχηματίζονταν περιοχές που τοπικά επέτρεπαν τη δημιουργία δομών όπως οι γαλαξίες και μετέπειτα τα άστρα και οι πλανήτες.
Αυτές οι διακυμάνσεις ήταν και στο στόχαστρο της μελέτης του WMAP, το οποίο όμως είχε μετρήσει μια διαφορά της τάξης του 10% στις διακυμάνσεις της ακτινοβολίας υποβάθρου ανάμεσα στα δύο ημισφαίρια του ουρανού.
Εγγραφή σε:
Αναρτήσεις (Atom)