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 12 Ιουνίου 2015

Το σχήμα της τέλειας φωτιάς

Σε όλα τα μέρη, όλες τις εποχές, οι άνθρωποι εφαρμόζουν τον κανόνα σχεδόν ενστικτωδώς
Ντέραμ, Βόρεια Καρολίνα 
Από τους νομάδες της Μογγολίας μέχρι τους προσκόπους που μαθαίνουν πώς να επιζούν στο δάσος, όλοι ανάβουν φωτιές με περίπου τον ίδιο τρόπο. Και τώρα ξέρουμε γιατί. Σε μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Scientific Reports», o Άντριαν Μπέχαν, καθηγητής Μηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο Duke της Βόρειας Καρολίνας, δείχνει ότι οι πιο αποδοτικές φωτιές έχουν πλάτος περίπου ίσο με το ύψος τους...
«Οι φωτιές μας έχουν σχήμα κώνου ή πυραμίδας, με ύψος ίσο με το πλάτος της βάσης τους. Έχουν την ίδια εμφάνιση σε όλα τα μεγέθη, από τα ξύλα στο τζάκι μέχρι τα κούτσουρα και τα ξύλινα παγκάκια στο κέντρο της πανεπιστημιούπολης έπειτα από έναν μεγάλο αθλητικό αγώνα. Έχουν την ίδια εμφάνιση με τον σωρό από κάρβουνα που χρησιμοποιούμε για να ψήσουμε κρέας» αναφέρει ο Μπέχαν. «Ο λόγος είναι ότι αυτό το σχήμα είναι το πιο αποδοτικό όσον αφορά τη ροή αέρα και θερμότητας» εξηγεί. Οι υπολογισμοί που παρουσιάζει ο καθηγητής δείχνουν ότι η θερμοκρασία της φωτιάς είναι συνάρτηση της κατατομής του σωρού των καυσίμων.
Αυτό σημαίνει ότι ένας σωρός με πλατιά βάση καίει σε υψηλότερη θερμοκρασία όταν το ύψος του αυξάνεται, ενώ αντίθετα σε ψηλόλιγνο σωρό η θερμοκρασία αυξάνεται όταν το ύψος μειώνεται. Επομένως, για τη μεγιστοποίηση της θερμοκρασίας, η καλύτερη λύση είναι ένας σωρός με περίπου ίσο πλάτος και ύψος.

Η απάντηση προκύπτει από τους μαθηματικούς υπολογισμούς, περιέργως όμως οι άνθρωποι γνωρίζουν σχεδόν ενστικτωδώς τον κανόνα -και μόνο η γνώση ότι η φωτιά εξαρτάται από τη ροή αέρα αρκεί για να σχηματίσει κανείς έναν καλό σωρό από ξύλα ή κάρβουνα. Ο Μπέχαν, πάντως, παραδέχεται ότι το μαθηματικό μοντέλο του είναι το απλούστερο δυνατό, και ζητά περαιτέρω μελέτες για την επίδραση άλλων παραγόντων όπως είναι η κατεύθυνση και η ταχύτητα του ανέμου, το είδος των καυσίμων και η διάταξή των καυσίμων στη βάση της φωτιάς. 
www.tovima.gr