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!

Κυριακή 25 Μαρτίου 2012

Αντι-μαγνήτης κάνει αόρατα τα αντικείμενα

Ισπανοί και Σλοβάκοι ερευνητές δημιούργησαν έναν «αντιμαγνήτη», συγκεκριμένα ένα κύλινδρο που καθιστά το περιεχόμενό του αόρατο στα μαγνητικά πεδία. Έτσι, μετά από τους μανδύες που κρύβουν αντικείμενα από το φως, τον ήχο, τα κύματα των σεισμών και του νερού, έρχονται να προστεθούν και τα μαγνητικά πεδία.  Ο νέος μαγνητικός μανδύας αποτελείται από σχετικά φθηνά υλικά που είναι διαθέσιμα στην αγορά (υπεραγώγιμα και σιδηρομαγνητικά), γι' αυτό η παραγωγή του, που εκτιμάται ότι κοστίζει μόλις 1.000 ευρώ, δεν θεωρείται δύσκολη. Είναι ο πρώτος τέτοιου είδους μανδύας που φαίνεται δυνατό να κατασκευαστεί με σχετική πρακτική ευκολία...

Οι ερευνητές του Τμήματος Φυσικής του Αυτόνομου Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης και του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων Μηχανικών της Ακαδημίας Επιστημών της Σλοβακίας, με επικεφαλής τον Άλβαρ Σάντσεθ και τον Φεντόρ Γκομόρι αντίστοιχα, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό "Science", δημιούργησαν ένα αντι-μαγνητικό μανδύα αορατότητας που καθιστά μαγνητικά «αόρατο» ή «ανύπαρκτο» οποιοδήποτε αντικείμενο μέσα ή κάτω από αυτόν.

Ο αντι-μαγνήτης (μανδύας) απαγορεύει σε οποιοδήποτε μαγνητικό πεδίο μέσα σε αυτόν να διαρρεύσει προς τα έξω, ενώ παράλληλα δεν γίνεται αντιληπτός από τα εξωτερικά στατικά μαγνητικά πεδία.

Ο μανδύας αποτελείται από δύο ομόκεντρα επίπεδα, ένα εσωτερικό υπεραγώγιμο υλικό (που απωθεί τα μαγνητικά πεδία) και ένα εξωτερικό σιδηρομαγνητικό στρώμα αποτελούμενο από σίδηρο, νικέλιο και χρώμιο (που ελκύει τα μαγνητικά πεδία), με τελικό αποτέλεσμα την αλληλοεξουδετέρωση των δύο επιδράσεων και, έτσι, την εξαφάνιση οποιουδήποτε ίχνους της συσκευής σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Οι θεωρητικοί υπολογισμοί για τη δημιουργία του μανδύα βασίζονται στις περίφημες εξισώσεις του Μάξγουελ για τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, οι οποίες είχαν διατυπωθεί πριν από περίπου 160 χρόνια.

Οι αντι-μαγνήτες βασίζονται στους πιο γνωστούς μανδύες οπτικής αορατότητας, τους οποίους πρώτος πρότεινε ο βρετανός φυσικός Τζον Πέντρι του Imperial College του Λονδίνου το 2006 και έκτοτε η σχετική έρευνα έχει γνωρίσει μεγάλη ανάπτυξη διεθνώς, με συνεχείς προόδους. Ο Πέντρι, ο οποίος πάλι ήταν ο πρώτος που το 2008 παρουσίασε μια θεωρητική εργασία για τη δημιουργία ενός αντιμαγνητικού μανδύα, χαιρέτισε ως «ορόσημο» το νέο επίτευγμα.

Οι ισπανοί και σλοβάκοι ερευνητές δοκίμασαν με επιτυχία τον αντι-μαγνήτη τους σε στατικό μαγνητικό πεδίο ισχύος 40 mT (milliTesla). Προς το παρόν, ο μανδύας είναι μικρός (12,5 επί 12 χιλιοστά), όμως στο μέλλον, κατά τους επιστήμονες, θα μπορούσε να φθάσει σε μέγεθος αρκετά μέτρα, αντίθετα με άλλους μανδύες.

Τα μαγνητικά πεδία είναι θεμελιώδη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το 99% της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται σήμερα, παράγεται με τη βοήθεια μαγνητών στους ηλεκτρικούς σταθμούς. Επίσης αξιοποιούνται στην πληροφορική, στην ηλεκτρονική κ.α.

Οι επιστήμονες εδώ και πολλά χρόνια γνωρίζουν πολύ καλά να δημιουργούν μαγνητισμό, όχι όμως το αντίστροφο, δηλαδή να ακυρώνουν τα μαγνητικά πεδία κατά βούληση. Ο νέος μανδύας ανοίγει το δρόμο ακριβώς γι' αυτό.

Μεταξύ άλλων, μπορεί να υπάρξουν εφαρμογές του στην ιατρική και στην ασφάλεια, καθώς τα στατικά μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως οι μαγνητικές τομογραφίες (ένας βηματοδότης στην καρδιά ενός ασθενούς θα ήταν πλέον «αόρατος» και δεν θα αντιμετώπιζε κίνδυνο).

Ακόμα, υπάρχουν δυνητικές στρατιωτικές εφαρμογές, ιδίως στο ναυτικό (π.χ. τα υποβρύχια θα είναι μαγνητικά αόρατα).

Από την άλλη όμως, θα προέκυπτε πρόβλημα με τα μαγνητικά μηχανήματα σάρωσης στις πύλες επιβίβασης των αεροδρομίων, αφού κάποιος με τον αντι-μαγνήτη πάνω του θα μπορούσε να περάσει ένα μεταλλικό όπλο από τον έλεγχο χωρίς να εντοπιστεί.

Πηγή: ΑΜΠΕ, www.nooz.gr