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!

Τρίτη 29 Ιουλίου 2014

Νέα «αόρατα» μετα-υλικά κατασκευασμένα με φως: Βρετανοί ερευνητές έκαναν ένα ακόμη βήμα πιο κοντά στην τέλεια οπτική παραπλάνηση

Τα νέα υλικά μπορεί να λειτουργούν ως ένας αόρατος μανδύας για διάφορα μικρότερα αλλά και μεγάλα αντικείμενα

Βρετανοί ερευνητές ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή μέθοδο, που επιτρέπει την κατασκευή νανο-υλικών με τη χρήση φωτός. Τέτοια μετα-υλικά, όπως λέγονται, μπορεί κάποια μέρα να ανοίξουν τον δρόμο για αυτό που σήμερα αποτελεί επιστημονική φαντασία: την κατασκευή μεγάλων αντικειμένων (π.χ. ενός πολεμικού πλοίου), που όχι μόνο θα είναι αόρατα, αλλά στα μάτια των παρατηρητών θα φαίνονται ως κάτι άλλο, δημιουργώντας έτσι την τέλεια οπτική παραπλάνηση...

Οι ερευνητές του ιστορικού Εργαστηρίου φυσικής Κάβεντις, του Τμήματος Χημείας και του Τμήματος Επιστήμης Υλικών του Πανεπιστημίου Κέμπριτζ, με επικεφαλής τον δρ.Βεντσισλάβ Βάλεβ, κατάφεραν να κατασκευάσουν μετα-υλικά χρησιμοποιώντας δομικούς «νανο-λίθους», που ο καθένας δεν είναι μεγαλύτερος από λίγα δισεκατομμυριοστά του μέτρου. Στη συνέχεια, πέτυχαν να «χειραγωγήσουν» τον τρόπο που το φως διαπερνά αυτά τα υλικά.


Η αορατότητα βασίζεται στον τρόπο που το φως αλληλεπιδρά με ένα υλικό αντικείμενο. Όταν το φως πέφτει πάνω σε μια επιφάνεια, αυτό είτε απορροφάται, είτε αντανακλάται, οπότε μπορεί κανείς να δει το αντικείμενο. Αν παραχθούν τα κατάλληλα μετα-υλικά σε νανοκλίμακα (δηλαδή δισεκατομμυριοστού του μέτρου), είναι δυνατό, όπως έδειξαν οι ερευνητές του Κέμπριτζ, να ελεγχθεί το φως, έτσι ώστε να αντανακλάται με «λανθασμένο» (ή παραπλανητικό) τρόπο, με τελικό αποτέλεσμα το αντικείμενο είτε να γίνεται αόρατο, είτε να «μασκαρεύεται» σε κάτι άλλο στα μάτια των παρατηρητών. Είναι προφανείς οι πιθανές πρακτικές στρατιωτικές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας.


Η τελειοποίηση


Προτού καταστεί εφικτό κάτι τέτοιο σε μεγάλη κλίμακα (ενός τανκ, αεροπλάνου ή πλοίου), πρώτα πρέπει η τεχνική να τελειοποιηθεί σε νανοκλίμακα με τα σωστά υλικά. Οι Βρετανοί ερευνητές χρησιμοποίησαν μη εστιασμένες δέσμες λέιζερ, σαν δισεκατομμύρια μικροσκοπικές φωτεινές βελόνες-γέφυρες, με τη βοήθεια των οποίων «κόλλησαν» μεταξύ τους νανοσωματίδια χρυσού, δημιουργώντας μακριά «σύρματα». Αυτά τα νανο-σύρματα, στη συνέχεια, τοποθετήθηκαν το ένα πάνω στο άλλο, σε διαδοχικά στρώματα, όπως τα τουβλάκια τύπου Λέγκο. Προέκυψε, έτσι, ένα «αόρατο» μετα-υλικό κατασκευασμένο με τη βοήθεια του φωτός. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Communications»
www.tovima.gr