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 10 Φεβρουαρίου 2013

Ολογραφικό μικροσκόπιο παρακολουθεί ζωντανά δείγματα σε 3D

Λωζάννη
Η τεχνική της ολογραφίας αξιοποιείται σε ένα νέο είδος μικροσκοπίου που μπορεί να παρακολουθεί ζωντανά δείγματα σε τρεις διαστάσεις και σε εξαιρετικά μεγάλη ανάλυση. Η δυνατότητα απεικόνισης του δείγματος από όλες τις γωνίες θέασης και σε σχεδόν πραγματικό χρόνο «ανοίγει νέες ευκαιρίες στην έρευνα, όπως για παράδειγμα η μελέτη της επίδρασης φαρμάκων στην κλίμακα ενός μεμονωμένου κυττάρου» σχολίασε ο Γιαν Κοτ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στην Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάννης. Εκτός του ότι μπορεί να απεικονίζει το δείγμα με ανάλυση μόλις 100 νανομέτρων, περίπου 1.000 φορές το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας, η νέα τεχνική μικροσκοπίας δεν απαιτεί τη χρήση χρωστικών ουσιών, οι οποίες μπορούν να σκοτώσουν το δείγμα ή να διαστρεβλώσουν τα πειραματικά αποτελέσματα...
Λεπτομέρειες για το ολογραφικό μικροσκόπιο δημοσιεύονται στην επιθεώρηση Nature Photonics, η οποία μάλιστα αφιερώνει το εντιτόριαλ στη νέα τεχνική. Οι ερευνητές παρουσιάζουν επιπλέον ένα βίντεο που παρακολουθεί την ανάπτυξη ενός νευρώνα και το σχηματισμό μιας νέας σύναψης.

Για την ολογραφική απεικόνιση ενός αντικειμένου, μία ή περισσότερες δέσμες λέιζερ φωτίζουν το δείγμα και τον περιβάλλοντα χώρου και στη συνέχεια προσπίπτουν σε ένα υλικό καταγραφής, το οποίο καταγράφει το μοτίβο που σχηματίζεται από τη συμβολή αυτών των ακτίνων. Με άλλα λόγια, το υλικό καταγραφής αποθηκεύει πληροφορίες για το φωτεινό πεδίο στο οποίο βρίσκεται το αντικείμενο, περίπου όπως ένα μαγνητόφωνο αποθηκεύει το πεδίο των ηχητικών κυμάτων.

Στο ολογραφικό μικροσκόπιο, το δείγμα τοποθετείται κάτω από μια περιστρεφόμενη δέσμη λέιζερ. Καθώς η δέσμη σαρώνει την επιφάνεια του δείγματος συλλέγονται πολυάριθμες ολογραφικές εικόνες που τροφοδοτούνται σε έναν υπολογιστή, ο οποίος αναλαμβάνει στη συνέχεια να δημιουργήσει το αντίστοιχο τρισδιάστατο μοντέλο.

Αυτό σημαίνει ότι οι εικόνες του μικροσκοπίου δεν είναι φωτογραφίες, αλλά υπολογιστικές απεικονίσεις που βασίζονται σε ολογραφικές εικόνες. Και, δεδομένου ότι πρόκειται για εικόνες υπολογιστή, οι ερευνητές μπορούν να περιστρέφουν το τρισδιάστατο μοντέλο και να το παρακολουθούν από οποιαδήποτε γωνία.

Στη σημερινή του μορφή, το ολογραφικό μικροσκόπιο μπορεί να συλλέγει μία εικόνα ανά λεπτό, ωστόσο οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορούν να επιταχύνουν τη διαδικασία ή ακόμα και να αναπτύξουν φορητά ολογραφικά μικροσκόπια που θα μελετούν ζωντανά δείγματα επιτόπου.
www.in.gr