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!

Παρασκευή 2 Μαρτίου 2012

«Ελικοειδή» ραδιοκύματα υπόσχονται ταχύτερες τηλεπικοινωνίες

Βερολίνο
Πώς μπορεί κανείς να «στριμώξει» περισσότερα δεδομένα στα ραδιοκύματα; Κάνοντάς τα να «στρίψουν» σαν μακαρόνια βίδες. Αν η τεχνική σάς θυμίζει κάτι από ιταλική κουζίνα, δεν βρίσκεστε πολύ μακριά. Ανακαλύφθηκε από ιταλούς και σουηδούς ερευνητές και υπόσχεται ταχύτερες επικοινωνίες και άμεση ανταλλαγή μηνυμάτων ακόμη και τα μεσάνυχτα της Πρωτοχρονιάς. Οι επιστήμονες έκαναν επίδειξη της μεθόδου τους στέλνοντας ένα «στριφογυριστό» σήμα που μετέφερε δυο κανάλια στην ίδια συχνότητα κατά μήκος της λιμνοθάλασσας της Βενετίας – ακριβώς εκεί όπου ο Γαλιλαίος είχε κάνει την πρώτη επίδειξη του τηλεσκοπίου του, όπως φαίνεται στην φωτογραφία...
Εκτός από την ενίσχυση των επικοινωνιών, θεωρούν ότι η τεχνική τους μπορεί επίσης να χρησιμεύσει για την παρατήρηση της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας.
Σαν τη Γη γύρω από τον Ηλιο
Για να «στρίψει» τα ραδιοηλεκτρικά κύματα η τεχνική βασίζεται στη διαφορά που υπάρχει ανάμεσα στη στροφορμή περιφοράς τους και στη στροφορμή του σπιν τους. Πρόκειται για ένα φαινόμενο ανάλογο με αυτό που παρατηρείται στη «σχέση» της Γης με τον Ηλιο: ο πλανήτης μας περιφέρεται γύρω από το άστρο του (αποκτώντας στροφορμή περιφοράς) ενώ ταυτόχρονα περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του (στροφορμή σπιν).
 Τα σωματίδια των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων – τα φωτόνια – επιδεικνύουν την ίδια «διπλή» στροφορμή. Οι επιστήμονες σκέφτηκαν να εκμεταλλευθούν αυτό το χαρακτηριστικό για να αυξήσουν τη χωρητικότητα των κυμάτων «φορτώνοντας» έξτρα σήματα στη στροφορμή περιφοράς (στην ένθετη αριστερά, τα κύματα-βίδες μπορούν να μεταφέρουν ταυτόχρονα πολλά κανάλια στην ίδια συχνότητα).
Καθώς τα σωματίδια μπορούν να περιστρέφονται με διαφορετική φορά, το κύμα μπορεί να πάρει διάφορα σχήματα – στη συγκεκριμένη περίπτωση γίνεται στριφογυριστό σαν μακαρόνι βίδα. «Σε τρισδιάστατη προοπτική αυτή η στροφή φάσης μοιάζει με μια ακτίνα που έχει σχήμα fusilli» εξήγησε ο Φαμπρίτσιο Ταμπουρίνι του Πανεπιστημίου της Πάντοβα στην Ιταλία, κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «New Journal of Physics».
Πολλά κανάλια στην ίδια συχνότητα
Με τον τρόπο αυτό πολλά κανάλια μπορούν να «χωρέσουν» στην ίδια συχνότητα αυξάνοντας εντυπωσιακά όχι μόνο την ποσότητα αλλά και την ποιότητα της μετάδοσης των δεδομένων – τόσο στην κινητή τηλεφωνία και στα δίκτυα Wi-Fi όσο και στην ψηφιακή τηλεόραση.
«Κάθε στριφογυριστή ακτίνα μπορεί να παραχθεί, να μεταδοθεί και να ανιχνευθεί ανεξάρτητα ακόμη και στην ίδια συχνότητα, είναι σαν να έχουμε πολλά ανεξάρτητα κανάλια επικοινωνίας μαζί» πρόσθεσε ο κ. Ταμπουρίνι.
Φαίνεται απίστευτο, όμως για να πείσουν τους δύσπιστους οι επιστήμονες το απέδειξαν πριν από μερικούς μήνες,μεταδίδοντας με μια τροποποιημένη κεραία Wi-Fi δυο ακουστικά σήματα στη συχνότητα του ενός σε απόσταση 442 μ., από το νησάκι Σαν Τζόρτζιο ως το Παλάτσο Ντουκάλε, στην πλατεία του Αγίου Μάρκου της Βενετίας. Αργότερα επανέλαβαν το πείραμα με δυο τηλεοπτικά σήματα.
«Η επίδειξη έγινε ακριβώς στο ίδιο μέρος όπου ο Γαλιλαίος είχε επιδείξει το τηλεσκόπιό του πριν από 400 χρόνια» δήλωσε ο Μπο Τιντέ του Ινστιτούτου Διαστημικής Φυσικής Ανγκστρομ στη Σουηδία, εκ των επικεφαλής της μελέτης, μιλώντας στο BBC.
Οπως πρόσθεσε ο ειδικός, η ομάδα βρίσκεται ήδη σε συζητήσεις με τον βιομηχανικό τομέα για την ανάπτυξη ενός συστήματος το οποίο θα μεταδίδει πολύ περισσότερα από δυο κανάλια στην ίδια συχνότητα.
ΒΗΜΑ SCIENCE