Ένας ιστότοπος για όλους εμάς τους φοιτητές του Τμήματος Φυσικής Ε.Κ.Π.Α. γεμάτος νέα, ανακοινώσεις, άρθρα, ενημερώσεις για κάθε τι που αφορά το Φυσικό και τη Φυσική.Για όσους ξέρουμε να ονειρευόμαστε, νοιώθουμε το Φυσικό δεύτερο σπίτι μας και αναζητούμε ένα πιο ευοίωνο μέλλον για εμάς και τους συμφοιτητές μας...εδώ ενημερωνόμαστε επί παντός επιστημονικού επιστητού και μοιραζόμαστε απόψεις!
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Επιστήμη. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα Επιστήμη. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Πέμπτη 26 Ιανουαρίου 2012

Ριζική ανατροπή για τους επιστήμονες…Έλληνες οι πρώτοι άνθρωποι!

141 200x168 Ριζική ανατροπή για τους επιστήμονες…Έλληνες οι πρώτοι άνθρωποι!!Ριζική ανατροπή των επιστημονικών δεδομένων φέρνει μια δημοσίευση που βρήκε αρχαιότερο εύρημα από τον Ουρανοπίθηκο τον Μακεδονικό της Ελλάδας.


Σύμφωνα με βουλγαρικό εύρημα φαίνεται πως στην Ευρώπη πριν από εννιά εκατομμύρια χρόνια ζούσαν μεγάλοι ανθρωποειδείς πίθηκοι ανατρέποντας έτσι την κατεστημένη εικόνα ότι ο άνθρωπος κατάγεται από την Αφρική,Γερμανοί, Γάλλοι και Βούλγαροι επιστήμονες, με βάση το νέο εύρημα ενός δοντιού (τραπεζίτη) στη Βουλγαρία, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μέχρι πριν από επτά εκατομμύρια χρόνια επιζούσαν μεγάλοι ανθρωποειδείς πίθηκοι σε περιβάλλοντα τύπου σαβάνας στο ευρωπαϊκό έδαφος.

Η χρονολογία αυτή είναι πολύ πιο πρόσφατη από αυτή των περίπου 9,2 εκατ. ετών, που αποτελεί την ηλικία του έως τώρα πιο πρόσφατου απολιθώματος ανθρωπίδη που είχε βρεθεί στο ευρωπαϊκό έδαφος και αφορούσε τον Ουρανοπίθηκο (Ouranopithecus macedonensis), τμήμα του κρανίου και των γνάθων του οποίου του οποίου είχαν ανακαλυφθεί το 1989 στο Ξηροχώρι Θεσσαλονίκης από Έλληνες και Γάλλους παλαιοντολόγους.

Ο Ουρανοπίθηκος ο Μακεδονικός φαίνεται να είχε ισχυρές φυλογενετικές σχέσεις με τον αφρικανικό Αυστραλοπίθηκο, πρόγονο του ανθρωπίνου γένους (Homo). Σύμφωνα με διεθνή επιστημονική ομάδα το απολιθωμένο δόντι που βρέθηκε κοντά στη βουλγαρική πόλη του Τσιρπάν, φαίνεται να ανατρέπει τα έως τώρα δεδομένα.


Πηγή ierosagon

Παρασκευή 13 Ιανουαρίου 2012

Επιστήμονες βρήκαν τρόπο να εξαφανίζουν αντικείμενα!


Μια εξαιρετική ανακάλυψη που προχωράει σημαντικά την τεχνολογία έκαναν επιστήμονες, οι οποίοι βρήκαν τον τρόπο με την βοήθεια οπτικών ινών να μην κάνουν αντιληπτά μερικά αντικείμενα κόβωντας την ροή της ταχύτητας του φωτός! Πρόκειται για κάτι πολύ σπουδαίο, αφού έτσι ο άνθρωπος που θα κοιτάει δεν θα μπορεί να δει ένα συγκεκριμένο συμβάν. Μάλιστα όπως εξηγούν οι ειδικοί, άμα κάτι τέτοιο γίνει υπαρκτό θα μπορεί ένα ληστής για παράδειγμα να κλέψει έναν πίνακα και οι κάμερες να μην μπορούν να τον δουν!

Σάββατο 7 Ιανουαρίου 2012

Στο βασίλειο των κβάντων


Τηλεμεταφορά, τηλεπάθεια, παράλληλα σύμπαντα... Μπήκαν στο λεξιλόγιο της επιστήμης χάρη σε μια ανατρεπτική και παράξενη θεωρία: την κβαντική μηχανική. Σας την εξηγούμε.

Για πολλούς ο σπουδαιότερος φυσικός του 20ού αιώνα ήταν ο Αμερικανός Ρίτσαρντ Φέινμαν. Κι όμως ακόμα και αυτός ο ιδιοφυής επιστήμονας και νομπελίστας μπροστά στο μυστηριώδη κόσμο των κβάντων στεκόταν έκθαμβος, σε τέτοιο βαθμό μάλιστα ώστε είχε δηλώσει «κανείς άνθρωπος στον κόσμο δεν καταλαβαίνει πλήρως την κβαντική θεωρία». Πράγματι, μέχρι σήμερα είναι η πιο ανατρεπτική, η πιο επαναστατική θεωρία που έχει υπάρξει. Περιγράφει έναν κόσμο που αποτελείται από σωματίδια που διαδίδονται σαν κύματα, τα οποία μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα σε διαφορετικές θέσεις, να διασχίζουν σαν φαντάσματα φαινομενικά αδιάβατα εμπόδια, να υπερτίθενται με τέλεια συγχρονισμένο τρόπο και να δημιουργούν δεσμίδες λέιζερ που μπορούν να κόβουν μέταλλα.

Κόρη πολλών πατέρων

Η κβαντική μηχανική είναι η μεγαλύτερη πνευματική κατάκτηση του 20ού αιώνα, μαζί με τη θεωρία της σχετικότητας. Ενώ όμως η θεωρία της σχετικότητας είναι ο καρπός του πνεύματος αποκλειστικά του Άλμπερτ Αϊνστάιν, η κβαντική μηχανική είναι κόρη πολλών πατέρων, από τον Μαξ Πλανκ ως τον Νιλς Μπορ και τον Ρίτσαρντ Φέινμαν. Έχει μεταβάλει τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο, γιατί υποστηρίζει ότι τα σωματίδια κινούνται με βάση πιθανοκρατικούς νόμους, σύμφωνα με τους οποίους είναι αδύνατο να προβλεφθεί με ακρίβεια το πεπρωμένο τους. Λέει ότι είναι αδύνατο να παρατηρούμε τον κόσμο χωρίς να τον διαταράσσουμε: συνεπώς δεν υπάρχει μια πραγματικότητα ανεξάρτητη από τον παρατηρητή. Έτσι δημιουργείται η υποψία ότι κάθε στιγμή το σύμπαν χωρίζεται σε χιλιάδες παράλληλα σύμπαντα, με τρόπο ώστε να πραγματοποιούνται όλες οι πιθανότητες.

Κρυσταλλολυχνίες και δεσμίδες λέιζερ

Η ορθότητά της έχει εξακριβωθεί μέχρι και πέρα από το δέκατο δεκαδικό ψηφίο. Ο Αϊνστάιν, όμως, δεν μπορούσε να τη χωνέψει και διαμαρτυρόταν: «Ο Θεός δεν παίζει ζάρια». Όμως κανείς δεν μπορεί χωρίς αυτή. Γιατί η κβαντική μηχανική βρίσκεται στους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, στα λέιζερ των cd player, στις κρυσταλλολυχνίες των υπολογιστών, στις απαραβίαστες επικοινωνίες του προσεχούς μέλλοντος. Ιδού γιατί είναι σημαντικό να προσπαθήσουμε να την εξηγήσουμε με απλό τρόπο. Αυτός είναι, λοιπόν, ο θαυμαστός κόσμος των κβάντων.

Κύμα ή σωματίδιο;

Όλα ξεκίνησαν με το φως. Αρχικά πιστεύαμε ότι αποτελούνταν από σωματίδια. Έπειτα ότι ήταν κύμα. Μέχρι που καταλάβαμε ότι και τα δύο ήταν σωστά...

Η επανάσταση ξεκίνησε το 1900, ακριβώς όταν κανείς δεν το περίμενε. Εκείνη την εποχή, πολλοί είχαν την ψευδαίσθηση ότι στη φυσική δεν υπήρχε πλέον τίποτα άλλο ουσιαστικό να ανακαλυφθεί. Τους θεμελιώδεις νόμους τους είχε περιγράψει αναλυτικά ο Ισαάκ Νεύτωνας το 18ο αιώνα, και στους μεταγενέστερους δεν είχε μείνει παρά η εκτέλεση υπολογισμών. Οι άνθρωποι πίστευαν ότι το σύμπαν αποτελούνταν από δύο είδη οντοτήτων, τελείως διαφορετικών μεταξύ τους: την ύλη (που διέθετε μάζα) και τα κύματα (τις ταλαντεύσεις της ύλης που επέτρεπαν τη διάδοση της ενέργειας).

Η υπόθεση έκλεισε...

Με αυτές τις ιδέες ως βάση, οι φυσικοί αναρωτιούνταν ποια είναι η φύση του φωτός. Σύμφωνα με τον Νεύτωνα, αποτελούνταν από σωματίδια που εξέπεμπαν οι φωτεινές πηγές. Το 1801, όμως, ο Άγγλος Τόμας Γιανγκ απέδειξε πως, όταν περνά μέσα από πολύ στενές σχισμές, το φως παράγει σύνθετες μορφές, που αποτελούνται από μια εναλλαγή φωτεινών και σκοτεινών περιοχών, που ονομάζονται «κροσσοί συμβολής» (βλ. σχέδιο πάνω). Το πείραμα, λοιπόν, απέδειξε ότι το φως είναι κύμα. Και τότε θεωρήθηκε ότι η υπόθεση έκλεισε.

...ή μήπως όχι ακόμα;

Όμως στα τέλη του 19ου αιώνα και τις αρχές του 20ού, ένα μυστήριο βασάνιζε τους επιστήμονες. Το πρόβλημα ήταν μαθηματικής φύσης και αφορούσε τον υπολογισμό της ενέργειας που εκπέμπεται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (όπως το φως και οι υπέρυθρες ακτίνες) από ένα ιδανικό αντικείμενο που ονομάζεται «μελανό σώμα», το οποίο, αφού ορίσουμε τη θερμοκρασία, για παράδειγμα στους 1.000οC, μπορούμε να το φανταστούμε σαν ένα διάπυρο σίδερο.

Αν υποθέσουμε ότι το φως είναι κύμα, οι υπολογισμοί που βασίζονται στις παραδοσιακές θεωρίες θα έδιναν παράλογα αποτελέσματα: θα προέκυπτε ότι ένα τέτοιο «διάπυρο σίδερο» θα έπρεπε να εκπέμπει μια ατελείωτη ποσότητα ενέργειας. Το 1900, ο Γερμανός φυσικός Μαξ Πλανκ κατάφερε να λύσει το πρόβλημα και να φτάσει στο σωστό αποτέλεσμα, χρησιμοποιώντας ένα «κόλπο»: υπέθεσε ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα όπως το φως αποτελούνται από μικροσκοπικά πακέτα («ομάδες κυμάτων»). Ο Πλανκ, όμως, πίστευε ότι αυτά τα πακέτα ήταν απλώς ένα χρήσιμο μαθηματικό τέχνασμα και δεν υπάρχουν στην πραγματικότητα.

Το αίνιγμα του Αϊνστάιν

Την ίδια εποχή, οι φυσικοί προσπαθούσαν να εξηγήσουν και ένα άλλο φαινόμενο, που ήταν ήδη γνωστό από το 1880, το λεγόμενο «φωτοηλεκτρικό φαινόμενο»: μια μεταλλική πλάκα, αν φωτιστεί, μπορεί να εκπέμψει σωματίδια που είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού... Ακόμα και τα φωτοβολταϊκά πάνελ λειτουργούν με βάση μια παρόμοια αρχή. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο έγινε κατανοητό το 1905, όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν έκανε την ανακάλυψη που του χάρισε το βραβείο Νόμπελ: έπρεπε να δεχτούμε ότι το φως αποτελείται από πακέτα, τα «κβάντα φωτός» ή «φωτόνια», ακριβώς όπως είχε εικάσει ο Πλανκ.

Το μυστήριο του ατόμου

Σε μια πρώτη προσέγγιση, μπορούμε να σκεφτούμε τα φωτόνια σαν πακέτα ενέργειας, δηλαδή μικρά κύματα ορισμένα στο χώρο. Αν όμως πάμε να παρατηρήσουμε από κοντά τη συμπεριφορά τους, ανακαλύπτουμε κάτι πραγματικά παράξενο: τα φωτόνια συμπεριφέρονται με τον έναν τρόπο ή τον άλλο ανάλογα με το πώς τα κοιτάμε εμείς. Σε κάποια πειράματα συμπεριφέρονται ως κύματα, δημιουργώντας κροσσούς συμβολής (πείραμα του Τόμσον), σε άλλα ως σωματίδια (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο). Η αρχή σύμφωνα με την οποία το φως έχει αυτή τη διττή φύση ονομάστηκε αρχή της συμπληρωματικότητας (και ισχύει για όλα τα κβαντικά σωματίδια).

Όλα αυτά ήταν ήδη αρκετά παράξενα, όμως το μυστήριο πύκνωσε ακόμα περισσότερο, όταν οι φυσικοί άρχισαν να ερευνούν τη δομή του ατόμου. Στις αρχές του 20ού αιώνα, ο Νέοζηλανδός Έρνεστ Ράδερφορντ είχε εικάσει ότι τα άτομα μοιάζουν με μικροσκοπικά ηλιακά συστήματα, όπου τα ηλεκτρόνια γυρνούν γύρω από τον πυρήνα έτσι όπως οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο. Υπήρχε όμως ένα πρόβλημα: επειδή τα ηλεκτρόνια διαθέτουν ηλεκτρικό φορτίο, σύμφωνα με τους «κλασικούς» νόμους της φυσικής δε θα μπορούσαν να παραμείνουν σε μια κυκλική τροχιά, αλλά θα έπρεπε να εκπέμπουν ενέργεια και να πέφτουν ελικοειδώς προς τον πυρήνα. Την καλύτερη λύση την πρότεινε ο Νιλς Μπορ το 1913. Τα ηλεκτρόνια, σε αντίθεση με τους πλανήτες, μπορούν να βρίσκονται μόνο σε συγκεκριμένες τροχιές. Και για να μετακινηθεί ένα ηλεκτρόνιο από τη μια τροχιά στην άλλη, χρειάζεται ένα πακέτο, ένα «κβάντο», με συγκεκριμένη ενέργεια, γιατί σε κάθε τροχιά αντιστοιχεί ένα συγκεκριμένο ενεργειακό επίπεδο. Είναι σαν να ανεβαίνουμε μια σκάλα: αν δε δώσουμε επαρκή ενέργεια για να μετακινήσουμε το πόδι από το χαμηλότερο σκαλί στο ψηλότερο, δε θα μπορέσουμε ποτέ να την ανεβούμε. Το άτομο, λοιπόν, είχε κβαντικοποιηθεί. Όμως ακόμα δε γνωρίζαμε το λόγο.

Απροσδιόριστες εξ αρχής

Το επόμενο βήμα το έκανε ο Γάλλος Λουί ντε Μπρολί, ο οποίος είπε ότι, αν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα όπως το φως συμπεριφέρονται και ως σωματίδια, τότε και τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη θα μπορούσαν να αποτελούνται από κύματα. Αρχίσαμε έτσι να καταλαβαίνουμε την αιτία των ενεργειακών επιπέδων που εντόπισε ο Μπορ. Τα ηλεκτρόνια δεν είναι σαν μικροί πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα, αλλά μοιάζουν περισσότερο με συννεφάκια που πάλλονται. Μόνο κάποιες συχνότητες είναι δυνατές, αυτές που αντιστοιχούν στα ενεργειακά επίπεδα.

Η θεωρία τελειοποιήθηκε από τον Έρβιν Σρέντινγκερ, που το 1927 διατύπωσε έναν τύπο (την «κυματοσυνάρτηση»), σύμφωνα με τον οποίο κάθε σωματίδιο σχετίζεται με ένα κύμα. Τα υλικά σωματίδια, λοιπόν, αποκτούν νέα όψη. Αναπαριστώνται με κύματα που διαδίδονται στο χώρο. Και δεν πρόκειται για υλικά κύματα, αλλά για κύματα πιθανότητας: η ένταση του κύματος δείχνει την πιθανότητα να βρεθεί ένα σωματίδιο σε ένα ορισμένο σημείο.

Εφόσον το σωματίδιο παραμένει ανενόχλητο, εκτείνεται σαν ένα κύμα στο χώρο (και βρίσκεται σε μια κατάσταση «πανταχού παρουσίας»). Όμως, όταν πραγματοποιείται μια μέτρηση, για να διαπιστωθεί η ακριβής θέση του σωματιδίου, τότε μεταβάλλεται η «αόριστη» κατάστασή του και αναγκάζεται να επιλέξει: μπορεί να βρίσκεται σε ένα σημείο και όχι σε ένα άλλο. Ή, πιο γενικά, σε μια κατάσταση και όχι σε μια άλλη (βλ. πλαίσιο αριστερά). Και δεν πρόκειται για ένα τεχνικό πρόβλημα, αλλά για μια θεμελιώδη αρχή: η μέτρηση διαταράσσει την κατάσταση του σωματιδίου. Επιπλέον, οι γνώσεις μας για το σωματίδιο θα είναι πάντα ελλιπείς. Όσο περισσότερο προσπαθούμε να μάθουμε τη θέση του, για παράδειγμα φωτίζοντάς το με φωτόνια, τόσο περισσότερο μεταβάλλεται και διαταράσσεται η κίνησή του, και συνεπώς η ταχύτητα γίνεται απροσδιόριστη. Αυτή είναι η «αρχή της απροσδιοριστίας του Χάιζενμπεργκ», που διατυπώθηκε το 1927.

Πού να πάω;

Ανακεφαλαιώνοντας, σε διάστημα 20 ετών, οι φυσικοί διαπίστωσαν ότι όλα τα σωματίδια έχουν διττή φύση και συμπεριφέρονται και ως κύματα. Σε αυτό το σημείο ξεκίνησε ένα νέο στάδιο: έγινε αντιληπτό ότι ακόμα και οι δυνάμεις της φύσης (ηλεκτρομαγνητισμός, βαρύτητα και πυρηνικές δυνάμεις) μπορούν να «κβαντικοποιηθούν», δηλαδή να διαιρεθούν σε ελάχιστα πακέτα, τα «κβάντα», όπως στην περίπτωση του φωτός. Οι δυνάμεις της φύσης, λοιπόν, εκδηλώνονται χάρη στη διαρκή ανταλλαγή χιλιάδων αόρατων σωματιδίων ανάμεσα στα αντικείμενα.

Εν τω μεταξύ, άλλες μελέτες έριξαν νέο φως στη μυστηριώδη λειτουργία του κβαντικού κόσμου. Ο Αμερικανός Ρίτσαρντ Φέινμαν, για παράδειγμα, το 1948 διατύπωσε ξανά τη θεωρία με βάση μια καινούρια αρχή. Μπορούμε να υπολογίσουμε την κίνηση ενός σωματιδίου από ένα αρχικό σημείο σε ένα τελικό σημείο αθροίζοντας μεταξύ τους με τον κατάλληλο τρόπο όλες τις πιθανές διαδρομές, από τις πιο άμεσες ως τις πιο μπλεγμένες: είναι σαν το σωματίδιο να «εξερευνά» ταυτόχρονα όλες τις πιθανότητες. Αυτή η άποψη αποδείχτηκε πολύ χρήσιμη για την εξέλιξη της θεωρίας.

Παράλληλα πεπρωμένα

Μια ακόμα πιο τολμηρή ιδέα, σχεδόν επιστημονικής φαντασίας, διατυπώθηκε από τον Άγγλο φυσικό Χιου Έβερετ Γ΄ το 1957. Είναι η θεωρία των «παράλληλων συμπάντων». Κάθε φορά που ένα σωματίδιο, ακολουθώντας τους κβαντικούς νόμους, έχει μια συγκεκριμένη πιθανότητα να βρεθεί σε ένα σημείο ή σε ένα άλλο, το σύμπαν χωρίζεται στα δύο. Στο ένα σύμπαν το σωματίδιο βρίσκεται σε ένα από τα δύο μέρη, ενώ σε ένα παράλληλο σύμπαν βρίσκεται στο άλλο. Αυτή η ιδέα δεν έτυχε άμεσης εξέλιξης, όμως κανείς δεν έχει καταφέρει να τη διαψεύσει.

Άτομα-φαντάσματα, πανταχού παρουσία, τηλεπάθεια

Αν ήμασταν κβαντικά σωματίδια, θα ζούσαμε μαγικές εμπειρίες: θα μπορούσαμε να περάσουμε μέσα από τοίχους, να βρισκόμαστε σε πολλά μέρη την ίδια στιγμή, να διατηρούμε επαφή με ένα «δίδυμο» σωματίδιο στο άλλο σημείο του σύμπαντος, να τηλεμεταφερόμαστε...

Για όλα φταίει μια σταθερά της φύσης που ανακαλύφτηκε από τον Μαξ Πλανκ το 1900. Ονομάζεται «h» και είναι στυλοβάτης της σύγχρονης φυσικής. Αν ισούνταν ακριβώς με το μηδέν, η κβαντική μηχανική δε θα υπήρχε και οι γνωστοί σε εμάς νόμοι της φυσικής θα ίσχυαν και στον ατομικό κόσμο. Αν, αντίθετα, το h ήταν πολύ μεγαλύτερο, τα κβαντικά φαινόμενα θα ήταν ορατά στην καθημερινή ζωή μας. Ποια είναι όμως αυτά; Δοκιμάσαμε να μπούμε στη (μαγική) θέση ενός κβαντικού σωματιδίου.

Παράλληλες υπάρξεις

Κατ’ αρχάς, πρέπει να λάβουμε υπόψη την αρχή της κβαντικοποίησης της ενέργειας. Δε θα μπορούσαμε, για παράδειγμα, να υπολογίσουμε τις δυνάμεις όπως θέλουμε. Και έτσι, παίζοντας μπιλιάρδο, δε θα μπορούσαμε να «ζυγίσουμε» με ακρίβεια τα χτυπήματα - μόνο κάποια χτυπήματα θα ήταν δυνατά, σε αντιστοιχία με συγκεκριμένη ενέργεια. Για να τραφούμε, δηλαδή για να παράσχουμε ενέργεια στο σώμα μας, δε θα μπορούσαμε να καταβροχθίσουμε αυθαίρετες ποσότητες τροφής παρά μόνο σωστά υπολογισμένες δόσεις (τα «κβάντα»), σαν να επρόκειτο για χάπια.

Μην το πείτε στο αφεντικό!

Χάρη στην αρχή της υπέρθεσης καταστάσεων θα μπορούσαμε να βρισκόμαστε σε πολλά μέρη ταυτόχρονα: στη θάλασσα και στο βουνό, με τη σύζυγο και την ερωμένη. Μετά τον αρχικό ενθουσιασμό, όμως, θα διαπιστώναμε ότι θα ήταν σαν να μη βρισκόμαστε πουθενά. Αυτή η κατάσταση της πανταχού παρουσίας είναι στην πραγματικότητα μόνο δυνητική και διαρκεί μέχρι κάποιος να αποφασίσει να κάνει μια μέτρηση και συνεπώς να διαπιστώσει με ακρίβεια πού βρισκόμαστε και τι κάνουμε. Σε αυτό το σημείο εμείς ως άτομο θα υλοποιηθούμε σε ένα από τα πιθανά μέρη και θα εξαφανιστούμε από τα άλλα. Η «επιλογή» του τόπου συμβαίνει με τυχαίο τρόπο, και η πιθανότητα να υλοποιηθούμε σε ένα σημείο ή σε ένα άλλο μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια.

Για να δώσουμε ένα παράδειγμα, αν βρισκόμασταν σε μια τέτοια υπέρθεση καταστάσεων και το αφεντικό μας αποφάσιζε να διαπιστώσει αν είμαστε στη δουλειά ή στην παραλία, θα αρκούσε να ρίξει μια ματιά στη θέση μας. Αυτόματα ο υλικός εαυτός μας θα εμφανιζόταν στο γραφείο ακόμα και αν φορούσε... βατραχοπέδιλα.

Απατηλές μπάλες

Για παρηγοριά, ας ξεσκάσουμε με μια παρτίδα τένις. Πρέπει όμως να λάβουμε υπόψη την αρχή της απροσδιοριστίας, σύμφωνα με την οποία δεν μπορούμε να γνωρίζουμε την ίδια στιγμή τη θέση και την ταχύτητα της μπάλας.

Θα δούμε απίστευτα πράγματα. Αν, για παράδειγμα, καταφέρουμε να κρατήσουμε σταθερή στο χέρι μας την μπάλα, για να κάνουμε σερβίς, θα χάναμε εντελώς τον έλεγχο της ταχύτητάς της και συνεπώς θα είχαμε ελάχιστες πιθανότητες να πετύχουμε το αντίπαλο τμήμα του γηπέδου. Αν, αντίθετα, καταφέρναμε να δώσουμε στην μπάλα μια συγκεκριμένη ταχύτητα, για παράδειγμα 70 χλμ./ώρα, η θέση της μπάλας θα ήταν απροσδιόριστη - θα μπορούσε να βρίσκεται με ίσες πιθανότητες σε οποιοδήποτε σημείο του γηπέδου. Για τον ίδιο λόγο, δε θα βλέπαμε γύρω μας τίποτα ακίνητο (ούτε εμείς οι ίδιοι θα μπορούσαμε να ήμαστε). Γιατί όταν είμαστε ακίνητοι, έχουμε ταχύτητα ίση με μηδέν... όμως σε αυτή την περίπτωση η θέση θα ήταν απροσδιόριστη. Γι’ αυτό τα κβαντικά σωματίδια βρίσκονται πάντα σε κίνηση.

Μέσα από τοίχους

Μετά από αυτές τις εμπειρίες, θα ήμασταν έτοιμοι για μια καινούρια διαπίστωση: το σώμα μας, που δεν μπορεί να είναι ακίνητο ούτε να έχει μια καθορισμένη θέση, μοιάζει περισσότερο με φάντασμα παρά με αληθινό σώμα. Ακόμα και μπροστά σε έναν τοίχο, το σώμα μας μπορεί να επεκταθεί σαν ένα συννεφάκι... και να περάσει μέσα από τον τοίχο. Αυτό είναι το φαινόμενο της σήραγγας, που επιτρέπει στα άτομα και στα υποατομικά σωματίδια να ξεπερνούν τα ενεργειακά εμπόδια που διαφορετικά θα ήταν απροσπέλαστα.

Αν τώρα αποφασίζαμε να διηγηθούμε αυτή την εμπειρία σε ένα φίλο, θα διαπιστώναμε ότι στο ατομικό σύμπαν υπάρχουν διάφορα είδη σωματιδίων, όμως αυτά του ιδίου είδους είναι όλα τελείως όμοια, με βάση της αρχή της μη-δυνατότητας διάκρισης όμοιων σωματιδίων (indistinguishability). Σε κάποιες περιπτώσεις τα όμοια σωματίδια συγχρονίζονται, σαν να ήταν στρατιώτες που παρελαύνουν, και δημιουργούν ένα «υπερσωματίδιο», που υπό κάποια έννοια είναι το μεγεθυμένο αντίγραφο των συστατικών του. Με βάση αυτή την αρχή λειτουργεί το λέιζερ.

Η κβαντική τηλεπάθεια υπάρχει

Όμως η πιο ασυνήθιστη εμπειρία που θα ζούσαμε θα ήταν η τηλεπάθεια (ο τεχνικός όρος είναι «entanglement», διεμπλοκή). Χρειάζεται όμως ένας σύντροφος. Συναντιόμαστε, συγχρονιζόμαστε (για παράδειγμα, ο ένας σηκώνει το δεξί χέρι και ο άλλος το αριστερό) και στη συνέχεια απομακρυνόμαστε, μέχρι να φτάσουμε στο διαμετρικώς αντίθετο μέρος του σύμπαντος. Σε αυτό το σημείο, αν ένας από τους δύο κατεβάσει το χέρι και σηκώσει το άλλο, ο άλλος το καταλαβαίνει και κάνει το ίδιο. Η συνεννόηση είναι ακαριαία. Τα πειράματα έχουν δείξει ότι αυτή η κβαντική τηλεπάθεια υπάρχει και δεν παραβιάζει τις αρχές της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν, αφού η τελευταία δεν ισχύει για τη μεταφορά πληροφοριών.

Έχει επιτευχθεί η τηλεμεταφορά

Η αρχή της τηλεπάθειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να τηλεμεταφερόμαστε σε ένα απομακρυσμένο μέρος. Σε γενικές γραμμές, θα χρειαζόταν να δημιουργήσουμε έναν κλώνο του εαυτού μας και να τον στείλουμε σε έναν μακρινό πλανήτη, για να μεταφέρουμε έπειτα τις πληροφορίες για τη δομή του σε μια τρίτη στοίβα «βοηθητικής» ύλης. Με αυτόν τον τρόπο, τα αρχικά δίδυμα αντίγραφα θα «καταστραφούν» και εμείς θα υλοποιηθούμε στο μέρος της βοηθητικής ύλης. Η τηλεμεταφορά έχει επιτευχθεί στο εργαστήριο, όμως σε απλές περιπτώσεις: φωτόνια και κάποιες ιδιότητες των ατόμων.

Μικρή αλλά όχι μηδενική

Δε θα ήταν εύκολο, λοιπόν, για εμάς να ζήσουμε στον κόσμο των κβάντων. Καλύτερα να επιστρέψουμε στον αληθινό κόσμο, όπου η σταθερά του Πλανκ ισούται με 0,000000000000000000000000000000000663 (m2kg/sec), μια πολύ μικρή αλλά όχι μηδενική τιμή. Όσο αρκεί, δηλαδή, για να περιορίσουμε τα παράξενα κβαντικά φαινόμενα στον αόρατο κόσμο των ατόμων και όλοι μας να απολαμβάνουμε τις ανέσεις της ζωής στον κόσμο όπου συνηθίσαμε να ζούμε.

Τετάρτη 4 Ιανουαρίου 2012

Μεταλλαγμένοι μεταξοσκώληκες μας φέρνουν κοντά στον Spiderman


 
Γενετικά τροποποιημένους μεταξοσκώληκες, ικανούς να παράγουν πολύ ισχυρό μετάξι, δημιούργησαν ερευνητές από το πανεπιστήμιο του Γουαϊόμινγκ στις ΗΠΑ.
Ειδικότερα, οι επιστήμονες ενσωμάτωσαν στο παραγόμενο μετάξι των μεταξοσκωλήκων πρωτεΐνες από αράχνες, οι οποίες το καθιστούν πιο ελαστικό και ανθεκτικό.
Το μετάξι της αράχνης είναι πάρα πολύ ισχυρό, όμως η δημιουργία αποικιών αραχνών με στόχο τη μαζική παραγωγή δεν είναι δυνατή λόγω των περιορισμένων ποσοτήτων που παράγουν τα αραχνοειδή αλλά και της τάσης κανιβαλισμού που παρουσιάζουν.
Οι μεταξοσκώληκες από την άλλη πλευρά παράγουν τεράστιες ποσότητες μεταξιού, ενώ εκτρέφονται πολύ εύκολα. Το πρόβλημα όμως είναι ότι το μετάξι τους δεν είναι ανθεκτικό.
Σε αυτό το πλαίσιο, η εναλλακτική λύση της μεταφοράς γονιδίων των αραχνών σε μεταξοσκώληκες, δείχνει ιδανική.
Οι επιστήμονες προσπαθούσαν εδώ και δεκαετίες να πετύχουν τον τέλειο συνδυασμό, δηλαδή πολύ ισχυρό μετάξι και εμπορικές ποσότητες, ενσωματώνοντας γονίδια αραχνών στους μεταξοσκώληκες.
Μέχρι σήμερα το εγχείρημα δεν είχε πετύχει γιατί οι μεταλλαγμένοι μεταξοσκώληκες δεν παρήγαγαν αρκετό μετάξι.
Ωστόσο, η επιστημονική ομάδα του Γουαϊόμινγκ ανέτρεψε το σκηνικό και κατάφερε να δημιουργήσει μεταλλαγμένους μεταξοσκώληκες που παράγουν το ανθεκτικό «αραχνο-μετάξι» σε πολύ μεγάλες ποσότητες.
Το επίτευγμα είναι πολύ σημαντικό, όμως ήδη μερίδα επιστημόνων εκφράζει την αντίθεσή της στους μεταλλαγμένους μεταξοσκώληκες για εμπορική χρήση, επισημαίνοντας τους κινδύνους σε περίπτωση που ξεφύγουν στη φύση.

ΑΝΑΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ ΑΠΟ
http://www.econews.gr

ΑΛΛΑΓΗ ΤΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΖΗΤΟΥΝ ΟΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ


Για τους επιστήμονες έχει αρχίσει η αντίστροφη μέτρηση για τη μέθοδο μέτρησης του χρόνου, καθώς αρκετοί είναι αυτοί που ζητούν επιτακτικά αλλαγές, οι οποίες, μεταξύ άλλων, θα σταματήσουν τα περιοδικά προβλήματα στο σύστημα GPS και στα ρολόγια των χρηματιστηριακών αγορών. Όμως κάτι τέτοιο θα σημάνει οριστικά το τέλος της ώρας Γκρίνουιτς, όπως την ξέρουμε τόσα χρόνια.

Για πολλά χρόνια οι άνθρωποι είχαν συμφωνήσει να μετράνε τον χρόνο με σημείο αναφοράς την ώρα Γκρίνουιτς ή GMT (Greenwich Mean Time), δηλαδή την "ώρα μηδέν" του πρώτου μεσημβρινού της Γης, η νοητή γραμμή του οποίου περνάει από το αστεροσκοπείο του Γκρίνουιτς, στα περίχωρα της βρετανικής πρωτεύουσας. Η ώρα έγινε το παγκόσμιο "στάνταρντ" μετά από διεθνή συμφωνία στην Ουάσιγκτον το 1884, παρά τις τότε αντιρρήσεις της Γαλλίας, που έκανε προπαγάνδα υπέρ του "δικού της" χρόνου, με τον μεσημβρινό "μηδέν" να περνάει από -πού αλλού;- το Παρίσι. 


Στην πορεία όμως, το 1972, η ώρα GMT αντικαταστάθηκε από την ώρα UTC (Universal Coordinated Time), δηλαδή από τον λεγόμενο "Συγχρονισμένο Παγκόσμιο Χρόνο", που βασίζεται στον μέσο όρο από τις μετρήσεις περίπου 400 ατομικών ρολογιών σε διάφορα εργαστήρια στον κόσμο. Τα ατομικά ρολόγια είναι πολύ πιο ακριβή, επειδή μετρούν την ώρα με βάση τη ραδιενεργή αποσύνθεση (διάσπαση) των σωματιδίων ενός ατόμου. 

Όμως ακόμα και αυτός ο πιο ακριβής χρόνος δεν είναι τέλειος και δεν είναι ταυτόσημος με τον "πραγματικό" αστρονομικό χρόνο, που καθορίζεται από την εναλλαγή της μέρας και της νύχτας ανάλογα με την περιστροφή της Γης γύρω από τον εαυτό της και με την περιφορά της γύρω από τον Ήλιο. Εξαιτίας της επιβράδυνσης της περιστροφής του πλανήτη μας γύρω από τον άξονά του (δηλαδή η Γη δεν χρειάζεται τον ίδιο ακριβώς χρόνο για να κάνει μια πλήρη περιστροφή), κατά τακτά χρονικά διαστήματα πρέπει να προστίθενται στην ώρα τα λεγόμενα "διορθωτικά" δευτερόλεπτα (leap seconds), ώστε ο χρόνος UTC να "συμβαδίζει" με την πραγματική περιστροφή της Γης και με τον "πραγματικό" χρόνο που καθορίζει ο Ήλιος.

Αυτά τα έξτρα δευτερόλεπτα όμως, που προστίθενται περίπου ένα ανά ενάμιση χρόνο, συνήθως τα μεσάνυχτα στο τέλος Ιουνίου ή Δεκεμβρίου (ακόμα και τα ατομικά ρολόγια εκείνες τις στιγμές ακινητοποιούνται για ένα δευτερόλεπτο προκειμένου να προστεθεί ο έξτρα χρόνος), προκαλούν σοβαρά προβλήματα αποσυντονισμού στα συστήματα GPS και στα ρολόγια των παγκόσμιων χρηματοοικονομικών αγορών. Γι' αυτό οι ειδικοί του Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών, με έδρα το Παρίσι, ζητούν επειγόντως να καταργηθεί ο τωρινός τρόπος μέτρησης του γήινου χρόνου. 

Όπως δήλωσε η επικεφαλής του Τμήματος Χρόνου του Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών Ελίζα Φελίσιτας Αρίας, ακόμα και τα παραμικρά τεχνητά χρονικά άλματα, όπως αυτά που συνεπάγονται τα "διορθωτικά" δευτερόλεπτα, αποσυντονίζουν το παγκόσμιο σύστημα δορυφορικής πλοήγησης GPS και, κατ' επέκταση, όλα τα ηλεκτρονικά συστήματα των οποίων τα ρολόγια εξαρτώνται από το GPS και τα οποία χρειάζονται μια συνεχή ροή του χρόνου και όχι... πηδηματάκια. 

Οι μικρές αποκλίσεις του χρόνου μεταξύ του συστήματος UCT και του GPS μπορούν π.χ. να αποβούν μοιραίες σε ένα αεροπλάνο που προσγειώνεται. Οι απειροελάχιστες διαφορές της ώρας ανάμεσα σε δύο χρηματιστήρια σε διαφορετικά ημισφαίρια, μπορούν να προκαλέσουν κέρδη ή ζημιές εκατομμυρίων. Το κακό είναι ότι τα "διορθωτικά" δευτερόλεπτα δεν είναι εφικτό να προγραμματισθούν εκ των προτέρων στο λογισμικό των διαφόρων συστημάτων, επειδή η επίσημη ανακοίνωση για το πότε αυτά θα προστεθούν στον χρόνο, γίνεται με προειδοποίηση μόλις έξι μηνών. 

Τον Ιανουάριο του 2012 θα συνέλθει στη Γενεύη η παγκόσμια σύνοδος της Διεθνούς Ένωσης Τηλεπικοινωνιών, η οποία θα ασχοληθεί σοβαρά με το ζήτημα, σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο, το "Nature" και τη βρετανική "Ντέιλι Μέιλ". Οι επιστήμονες θα ξιφουλκήσουν κατά πόσο πρέπει να συνεχίσουν να προσθέτουν "διορθωτικά" δευτερόλεπτα ή να αφήσουν τον πραγματικό-αστρονομικό χρόνο να αποκλίνει από τον ατομικό-ηλεκτρονικό και να υιοθετήσουν πλήρως τον τελευταίο χωρίς περιοδικές διορθώσεις. Βέβαια, αυτό σημαίνει ότι οι δύο χρόνοι (αστρονομικός και ατομικός) θα αποκλίνουν περίπου ένα λεπτό κάθε 60 έως 90 χρόνια, οπότε πιθανώς θα πρέπει να προστίθενται "διορθωτικά" λεπτά πλέον -και όχι δευτερόλεπτα- μία έως δύο φορές κάθε αιώνα. 

Η Βρετανία, η "πατρίδα" της ώρας Γκρίνουιτς, δεν θέλει να καταργηθεί το τωρινό σύστημα, που αποτελεί βικτωριανό κατάλοιπο, επειδή η ώρα UTC στην ουσία είναι η ώρα GMT με άλλη ονομασία. Το γεγονός ότι η ιδέα για την οριστική κατάργηση του χρόνου GMT-UTC προωθείται από τη Γαλλία, ερεθίζει ακόμα περισσότερο τη βρετανική περηφάνια. Όπως δήλωσε επισήμως η βρετανική κυβέρνηση, «η θέση της Βρετανίας είναι ότι θα πρέπει να μην αποκλίνουμε από τον πραγματικό χρόνο, όπως αυτός βιώνεται από τους ανθρώπους, και ο οποίος βασίζεται στην περιφορά της Γης και όχι στα ατομικά ρολόγια. Χωρίς διορθωτικά δευτερόλεπτα, θα χάσουμε επαφή με την πραγματικότητα της περιφοράς της Γης γύρω από τον άξονά της. Τελικά τα μεσάνυχτά μας θα συμβαίνουν το μεσημέρι». 

Την ίδια με τη Βρετανία θέση φέρονται να έχουν επίσης ο Καναδάς, η Κίνα και μερικές ακόμα χώρες, οπότε παραμένει αβέβαιο τι θα αποφασιστεί τελικά στη Γενεύη. Η κινεζική θέση πηγάζει από "φιλοσοφικούς" λόγους, καθώς οι κινέζοι επιστήμονες δεν θέλουν να σπάσουν την μακρόχρονη παράδοση της πατρίδας τους, που μετρούσε τον χρόνο με βάση τα αστρονομικά δεδομένα. 

Πάντως τόσο το νέο ευρωπαϊκό GPS, το σύστημα Galileo, όσο και το αντίστοιχο νέο κινεζικό σύστημα δορυφορικής πλοήγησης BeiDou, έχουν ήδη "ψηφίσει", καθώς διαθέτουν τα δικά τους εσωτερικά ρολόγια ακριβείας, τα οποία δεν λαμβάνουν υπόψη τα έξτρα δευτερόλεπτα. Το Σεπτέμβριο φέτος, εξάλλου, η Google ανακοίνωσε μια εναλλακτική λύση: αντί να προσθέτει απότομα το "διορθωτικό" δευτερόλεπτο, θα προγραμματίσει τα λειτουργικά συστήματά της να το "απορροφούν" σταδιακά, προσθέτοντας σιγά-σιγά κλάσματα του δευτερολέπτου στη διάρκεια μιας μεγάλης χρονικής περιόδου.



fimotro

Τρίτη 3 Ιανουαρίου 2012

Βιο-μπαταρία «τρέφεται» με χαρτί!


Μια μπαταρία που «τρέφεται» με χαρτί παρουσίασε πρόσφατα στην έκθεση οικολογικών προϊόντων στο Τόκιο η ιαπωνική Sony.
Η συγκεκριμένη τεχνολογία παράγει ηλεκτρισμό μετατρέποντας στην ουσία μικρά κομμάτια χαρτιού σε ζάχαρη, η οποία με τη σειρά της χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Αν διοχετευτεί στην αγορά, η νέα συσκευή της Sony θα επιτρέπει στους καταναλωτές να φορτίζουν τα κινητά τους με απόβλητα.
Το «κλειδί» της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι η χρήση του ενζύμου κελλουλάση, το οποίο αποδομεί τα χαρτιά σε γλυκόζη. Όταν η γλυκόζη συνδυαστεί με οξυγόνο και άλλα ένζυμα, δημιουργούνται ηλεκτρόνια και ιόντα υδρογόνου.
Η μπαταρία χρησιμοποιεί τα ηλεκτρόνια για την παραγωγή ηλεκτρισμού, ενώ από τη διαδικασία προκύπτουν ως παραπροϊόντα νερό και το οξύ γλυκονολακτόνη, που χρησιμοποιείται στα καλλυντικά. Αν και η νέα μπαταρία της Sony μπορεί να τροφοδοτήσει με ενέργεια συσκευές μουσικής, η ισχύς της είναι μικρότερη συγκριτικά με τις συμβατικές μπαταρίες.
Ωστόσο, αυτό που κάνει τη βιο-μπαταρία να ξεχωρίζει είναι ότι δεν περιέχει επικίνδυνα χημικά και μέταλλα!
econews

Πέμπτη 22 Δεκεμβρίου 2011

Στα ελληνικά οι σημειώσεις του Νεύτωνα!


Εκτός από την ανακάλυψη του νόμου της βαρύτητας, ο Νεύτωνας είχε «ανακαλύψει» και την ελληνική γλώσσα!

Απόσπασμα από το σημειωματάριο που διατηρούσε ο Νεύτωνας, περίπου το 1661 με 1665, ως προπτυχιακός φοιτητής στο Trinity College του πανεπιστημίου του Cambridge έχει βγει στην κυκλοφορία. Το σημειωματάριο περιέχει πολλές σημειώσεις από τα μαθήματα που παρακολουθούσε. Ωστόσο, στο μεγαλύτερο μέρος του, περιλαμβάνει τις μελέτες του Νεύτωνα στα μαθηματικά, την φυσική και την μεταφυσική.

Είχε κριθεί «ακατάλληλο για έκδοση»  από τον εκτελεστή της διαθήκης του και παρουσιάστηκε στην βιβλιοθήκη του κολεγίου από τον  πέμπτο Κόμη του Πόρτσμουθ το 1872.

Δείτε και τα υπόλοιπα χειρόγραφα εδώ: http://cudl.lib.cam.ac.uk/view/MS-ADD-03996/9

 

http://www.antinews.gr/