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 Μαΐου 2014

Μαγγάνιο: Είσαι αρρώστια... Διαλύει τον οργανισμό αν πέσει «λίγο παραπάνω» και, παρότι εύθρυπτο, σκληραίνει τον χάλυβα. Οι αρχαίοι καθάριζαν μ’ αυτό το γυαλί και οι αρχαιότεροι ζωγράφιζαν


Βίος και πολιτεία
Ο 19χρονος M.J. φορώντας ξυλοπάπουτσα και δουλεύοντας σε ένα γερμανικό εργοστάσιο παραγωγής μαγγανίου από τον Μάρτιο του 1909 ήταν αναγκασμένος να πατάει επάνω σε κομμάτια μεταλλεύματος που περιείχαν οξείδιο του μαγγανίου και τα οποία έπρεπε να αλεστούν σε πολύ μικρότερα κομμάτια και επάνω σε μεταλλικές πλάκες να θερμανθούν σε 220 βαθμούς Κελσίου. Εργαζόταν μέσα σε ένα περιβάλλον με κυριότερο χαρακτηριστικό την πολλή σκόνη με ανεβασμένη περιεκτικότητα σε μαγγάνιο. Τα Χριστούγεννα της ίδιας χρονιάς του είχαν παρουσιαστεί ήδη προβλήματα στο βάδισμα και τα χέρια του έτρεμαν ανεξέλεγκτα. Ηταν τα πρώτα σημάδια ότι είχε προσβληθεί από την ασθένεια που έφερε το όνομα του Πάρκινσον...
Ο δόκτωρ Τζέιμς Πάρκινσον, παρατηρώντας προσεκτικά όχι μόνον ασθενείς του αλλά και ανθρώπους που βάδιζαν με δυσκολία στον δρόμο, έχοντας το κεφάλι τους αφύσικα και ανεξέλεγκτα πιο μπροστά από το υπόλοιπο σώμα, να βαδίζουν σκουντουφλώντας συνεχώς, να μην ελέγχουν τους μυς του προσώπου τους και με τρεμάμενα μέλη, από το 1817 είχε περιγράψει τα συμπτώματα μιας ασθένειας που όμως δεν μπορούσε τότε να καταλάβει την αιτία της. Σήμερα γνωρίζουμε ότι σχετίζεται με τον «θάνατο» νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο. Αυτό έχει ως συνέπεια κάποια σήματα να μην μπορούν να φύγουν από τον εγκέφαλο και να κατευθυνθούν προς τα αντίστοιχα σημεία του σώματος και άλλα σήματα που μέσα από περίπλοκους μηχανισμούς θα ελέγχονταν ώστε να μην προκαλούν αθέλητες κινήσεις να φεύγουν και να εξωτερικεύονται με αθέλητες κινήσεις. Τα σήματα αυτά, αν και ηλεκτρικά, διακινούνται από (μετα)φορείς που είναι χημικοί και ονομάζονται νευροδιαβιβαστές. Αποδείχθηκε ότι ένζυμα που σχετίζονται και με το μαγγάνιο ελέγχουν την παραγωγή σημαντικών νευροδιαβιβαστών στον εγκέφαλο. Οταν λοιπόν το σώμα πάρει μαγγάνιο περισσότερο από όσο έχει ανάγκη παράγει και νευροδιαβιβαστές περισσότερους που υπερδιεγείρουν τα εγκεφαλικά νευρικά κύτταρα καταστρέφοντας την ισορροπία και οδηγώντας στην αδράνεια ζωτικών εγκεφαλικών κέντρων.


Είναι λοιπόν το μαγγάνιο απαραίτητο στοιχείο για τη λειτουργία του ανθρώπινου σώματος, αλλά όταν βρεθεί σε μεγαλύτερη ποσότητα από όση χρειάζεται δρα σχεδόν καταστρεπτικά. Γι' αυτό υπάρχει και ο όρος μανία του μαγγανίου ή και manganese madness.

Γιατί το είπαν έτσι
Το όνομά του μπλέκεται με το όνομα του μαγνησίου που, όπως έχει ήδη αναφερθεί, σχετίζεται με την περιοχή της Μαγνησίας. Το 1774 ο Σουηδός Σέελε μελετώντας το ορυκτό οξείδιο του μαγγανίου, που τότε όμως ήταν γνωστό ως πυρολουσίτης και πίστευαν πως περιείχε μαγνήσιο, κατάλαβε πως εκεί μέσα κρυβόταν ένα νέο στοιχείο. Επειδή όμως ο πυρολουσίτης είχε ως τότε την ονομασία magnesia nigra και manganese, τελικά, έπειτα από διάφορες παλινδρομήσεις, υιοθετήθηκε η ονομασία manganese.

Αριθμοί κυκλοφορίας
Ατομικός αριθμός: 25
Ατομικό βάρος: 54.938
Σημείο τήξης: 1.244οC
Σημείο ζέσης: 1.962οC
Αριθμός ισοτόπων: 26
  
Τι θέλει από τη ζωή μας;
Σε μικρές ποσότητες, της τάξεως των χιλιοστών του γραμμαρίου κάθε ημέρα, το σώμα μας χρειάζεται το μαγγάνιο και μπορεί να το διαχειριστεί.  Σε μεγάλες όμως ποσότητες και μάλιστα όταν εισέρχεται από τους πνεύμονες ή μέσω του δέρματος έχουμε την εκδήλωση παρενεργειών που οδηγούν ακόμη και σε ασθένειες ψυχιατρικής φύσεως. Αυτή η μανία του μαγγανίου έχει ως συμπτώματα την επιθετικότητα, τη δυσκολία στην ομιλία και στον ύπνο, την ξαφνική ευφορία αλλά και παραισθήσεις. Κλασικό φάρμακο για την αντιμετώπιση τέτοιων συμπτωμάτων ήταν από τη δεκαετία του '50 το Thorazine, μέχρι να αποδειχθεί ότι οδηγούσε στην εκδήλωση συμπτωμάτων Πάρκινσον.
Συμβαίνει όμως και το αντίστροφο, να υπάρχει δηλαδή έλλειψη μαγγανίου στον οργανισμό. Ανεπάρκεια μαγγανίου, όπως αναφέρει ο κ. Γ. Μανουσάκης στο βιβλίο του «Συμπληρώματα Διατροφής», «εμφανίζουν μερικές φορές οι ασθενείς που πάσχουν από διαβήτη, καρδιακή ανεπάρκεια, σχιζοφρένεια, ρευματοειδή αρθρίτιδα και αρτηριοσκλήρυνση». Και γι αυτό υπάρχουν τα συμπληρώματα μαγγανίου. Η προτεινόμενη ημερήσια δόση ποικίλλει από 3 έως 10 χιλιοστά του γραμμαρίου και κατά τον κ. Μανουσάκη «οι δηλητηριάσεις από συμπληρώματα μαγγανίου είναι πολύ σπάνιες».

Πόλεμος και ειρήνη
Τα πιο κοινά ορυκτά που περιέχουν μαγγάνιο είναι ο πυρολουσίτης με χαρακτηριστικό μαύρο χρώμα και ο ροδοχρωσίτης με χρώμα που αντιστοιχεί στο όνομά του. Εξορύσσονται περίπου δέκα εκατομμύρια τόνοι τον χρόνο, ενώ τα αποθέματα στον στερεό φλοιό της Γης υπολογίζονται σε τρία δισεκατομμύρια τόνους. Εκτός όμως αυτών, υπάρχει στα βάθη της θάλασσας, κυρίως στον Βόρειο Ειρηνικό, άλλο ένα τρισεκατομμύριο τόνοι με τη μορφή σκουρόχρωμων σβόλων, γνωστών ως manganese nodules, και αυτοί έδωσαν αφορμή για μεταλλοθηρικές αλλά και κατασκοπευτικές ιστορίες τη δεκαετία του '80.


Η πιο σημαντική και σοβαρή χρήση του μαγγανίου είναι σήμερα η πρόσμειξή του στον χάλυβα. Χάρη στην επιμονή ενός 24χρονου άγγλου μεταλλουργού και ενώ το μαγγάνιο σε καθαρή κατάσταση είναι ένα σχετικά μαλακό και κυρίως εύθρυπτο μέταλλο, αφού δοκιμάστηκαν διάφορες μικρές προσμείξεις στον χάλυβα και δεν έδωσαν καλό αποτέλεσμα, ο Ρόμπερτ Χάντφιλντ (1858-1940) επέμεινε και αύξησε την αναλογία σε μαγγάνιο τόσο ώστε ξεπεράστηκε αυτό το πρόβλημα και από το 1833 υπάρχει ένα ισχυρότατο κράμα του χάλυβα με 13% μαγγάνιο, από το οποίο κατασκευάζονται σιδηροδρομικές γραμμές, εκσκαπτικά μηχανήματα, κράνη, κάννες πυροβόλων και σίδερα για τα παράθυρα των κελιών.


Από τον πυρολουσίτη οι πρόγονοί μας της Παλαιολιθικής Εποχής έβγαζαν ένα μαύρο χρώμα  με το οποίο είναι ζωγραφισμένες μερικές από τις περίφημες φιγούρες ζώων των σπηλαίων Λασκό στη Νοτιοδυτική Γαλλία και μάλιστα σε χρόνο περίπου 20.000 ετών πριν από σήμερα.


Ο Πλίνιος, προτού χαθεί το 79 μ.Χ. στην καταστροφή της Πομπηίας, ανάμεσα στις άλλες πληροφορίες που πρόλαβε να μας αφήσει ήταν ότι οι υαλουργοί της εποχής χρησιμοποιούσαν μια μαύρη σκόνη (πυρολουσίτη) για να καθαρίζουν το γυαλί. Δηλαδή, με τη βοήθεια του μαγγανίου αφαιρούσαν από το λιωμένο γυαλί τα ιόντα του δισθενούς σιδήρου που του δίνουν εκείνη την κλασική πρασινωπή απόχρωση. Γι' αυτό ο πυρολουσίτης ονομαζόταν «σαπούνι του γυαλιού» και αυτό υπονοεί το όνομά του: πυρο+λούω.

Απορίες λογικές και μη
Τι εννοείτε με την έκφραση «κατασκοπευτικές και μεταλλοθηρικές ιστορίες»;
Λοιπόν, το 1968 ένα σοβιετικό υποβρύχιο είχε ναυαγήσει έξω από τη Χαβάη. Το 1974 αποφασίζουν οι Αμερικανοί με συντονίστρια τη CΙA να στείλουν ένα πλοίο 67.000 τόνων, με εικονική ιδιοκτησία του πολυεκατομμυριούχου Χάουαρντ Χιουζ, για να ανελκύσει όσα τμήματα του υποβρυχίου μπορούσε για να μελετηθούν οι τορπίλες του που ήταν εφοδιασμένες με πυρηνικές κεφαλές. Εικονικός λόγος εξόδου του πλοίου που ονομαζόταν «Hughes Glomar Explorer» ήταν η μελέτη των λεγόμενων οζιδίων ή κονδύλων μαγγανίου, μεταλλικών βόλων από μαγγάνιο κυρίως αλλά και χαλκό και νικέλιο, που είναι εγκατεσπαρμένα στους ωκεανούς σε βάθος 4.000 ως και 6.000 μέτρων.

Και γιατί δεν τα συλλέγουν τόσο καιρό;
Διότι το βάθος είναι μεγάλο, οι τιμές των αντίστοιχων επίγειων πρώτων υλών είναι μικρότερες και υπάρχει μια συμφωνία για την κοινή εκμετάλλευση πηγών πλούτου σε διεθνή ύδατα και βυθούς που επιβάλλει την καταβολή φόρου για τέτοια ευρήματα.
Πάντως παραμένει αδιευκρίνιστο αν τελικά το πλοίο ανέσυρε μόνο ένα μικρό κομμάτι του υποβρυχίου ή πολύ περισσότερα.

Μπερδεύω το σύμβολο του μαγνησίου (Mg) με αυτό του μαγγανίου (Mn).

Αυτό είναι αναμενόμενο έχοντας υπόψη τα ονόματά τους κυρίως στα ελληνικά. Ισως βοηθάει να θυμόμαστε πως τα σύμβολα πάνε αντίθετα με τα ονόματα. Δηλαδή, το μαγγάνιο που έχει δύο «γ» δεν έχει στο σύμβολό του το αντίστοιχο του «γ» γράμμα «g» και, αντίθετα, το μαγνήσιο έχει στο σύμβολό του «g».
www.tovima.gr