ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Σάββατο 12 Νοεμβρίου 2011

Ο πυρήνας της Γης στο εργαστήριο ESRF

Λονδίνο
Ξεκίνησε χθες στο Ευρωπαϊκό Συγκρότημα Ακτινοβολίας Σύγχροτρον (ESRF) ένα καινούργιο πείραμα στο οποίο θα γίνει προσπάθεια αναδημιουργίας των συνθηκών που επικρατούν στον πυρήνα της Γης. Το πείραμα θα γίνει με έναν μηχανισμό παραγωγής ακτίνων Χ που είναι γνωστός ως ID24. Ο μηχανισμός αυτός αναβαθμίστηκε για να γίνει το απαιτητικό πείραμα. Ο πυρήνας της Γης βρίσκεται σε βάθος τριών χιλιάδων χλμ κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας και πιστεύεται ότι είναι αδύνατον να προσεγγιστεί. Αυτό σημαίνει ότι οι επιστήμονες δεν θα καταφέρουν ποτέ να μελετήσουν τι συμβαίνει εκεί με άμεση παρατήρηση. Η καλύτερη μέθοδος που έχει αναπτυχθεί για την αναδημιουργία συνθηκών υψηλής πίεσης όπως αυτές που επικρατούν στον γήινο πυρήνα είναι η χρήση ακτίνων Χ σε δείγματα ύλης που συμπιέζονται από διαμάντια. Σε αυτές τις έρευνες χρησιμοποιείται ένα είδος ακτίνων που ονομάζονται «δέσμες-γραμμές». Στο ESRF υπάρχει η δέσμη-γραμμή ID24 στην οποία έγιναν τροποποιήσεις για τις ανάγκες του νέου πειράματος...
Δύο ακίδες από διαμάντι θα συμπιέσουν μικροσκοπικά δείγματα ύλης και η δέσμη-γραμμή περνώντας μέσα από τα διαμάντια θα υπερθερμάνει τα δείγματα. Σίδηρος, πάγος και υδρογόνο είναι παραδείγματα δειγμάτων που μπορούν να εξεταστούν προσεκτικά μέσα από τις πολλές κρυσταλλογραφικές τους φάσεις, προσφέροντας έτσι πολύτιμες πληροφορίες για τη συμπεριφορά της υπερσυμπιεσμένης ύλης.

Η δέσμη-γραμμή ID24 τροποποιήθηκε έτσι ώστε να μπορέσει να εστιάσει τις ακτίνες Χ σε επιφάνειες (σε ύλη στην περίπτωση μας) που έχουν μέγεθος μόλις μερικά εκατομμυριοστά του μέτρου. Επιπλέον αν και υπάρχουν και άλλες δέσμες-γραμμές σε διάφορα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο με την τροποποίηση που έγινε μόνο το ID24 μπορεί όχι μόνο να υπερθερμάνει την ύλη αλλά και να επιτρέψει την παρατήρηση των αντιδράσεων και μεταβολών που λαμβάνουν χώρα σε επίπεδα εκατομμυριοστών του δευτερόλεπτου.
Έτσι οι επιστήμονες θα μπορέσουν να αναδημιουργήσουν αλλά και να μελετήσουν τις συνθήκες που επικρατούν στον πυρήνα της Γης αντλώντας στοιχεία για τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτόν. Ευελπιστούν ότι με τα ευρήματά τους θα φωτίσουν διάφορα φαινόμενα όπως η αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη.
ΒΗΜΑ SCIENCE