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!

Τετάρτη 21 Δεκεμβρίου 2011

Ο «σιωπηλός μανδύας»

Καρλσρούη 
Γερμανοί μηχανικοί παρουσίασαν έναν πειραματικό μανδύα σιωπής, μια συσκευή που δημιουργεί έναν χώρο απόλυτα αδιαπέραστο για τον θόρυβο. Η πειραματική διάταξη, που παρουσιάζεται στην επιθεώρηση Physical Review Letters, είναι ένας δίσκος που αποτελείται από δύο πολυμερή υλικά, ένα σκληρό και ένα μαλακό, των οποίων η δομή έχει σχεδιαστεί προσεκτικά σε μικροκλίμακα. Ο δίσκος δονείται με συχνότητα 100 Hz, η οποία γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο αφτί. Το υλικό όμως από το οποίο αποτελείται ο δίσκος αναγκάζει τα ηχητικά κύματα να ακολουθούν μια κυκλική διαδρομή, χωρίς ποτέ να μπορούν να φτάσουν στο κέντρο του. Αυτό σημαίνει ότι στο κέντρο του δίσκου δεν ακούγονται ποτέ ήχοι αυτής της συχνότητας...

Σιωπηλό κέντρο
«Σε αντίθεση με άλλα συστήματα προστασίας από τον ήχο, τα ηχητικά κύματα ούτε ανακλώνται ούτε απορροφώνται. Είναι σαν να μην υπήρχε τίποτα στο κέντρο» σχολιάζει ο καθηγητής Μάρτιν Βέγκενερ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καρλσρούης.
Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η πειραματική διάταξη ακολουθεί περίπου την ίδια λογική με τους πειραματικούς «αόρατους μανδύες», οι οποίοι κατευθύνουν το φως γύρω από αντικείμενα έτσι ώστε να τα κάνουν να εξαφανίζονται.
Η ερευνητική ομάδα στην Καρλσρούη είναι η πρώτη που δείχνει ότι η ίδια προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί και στα ελαστικά ηχητικά σήματα, όπως αυτά που παράγουν οι χορδές μιας κιθάρας ή η μεμβράνη ενός τυμπάνου.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές, «το κλειδί για τον έλεγχο των ηχητικών κυμάτων είναι να τροποποιήσει κανείς την τοπική τους ταχύτητα ως συνάρτηση για την κατεύθυνση προς την οποία κινείται το κύμα».
ΒΗΜΑ SCIENCE