Αρχείο

Archive for the ‘Σύγχρονη Φυσική’ Category

Τα πρώτα «πεφταστέρια» της νέας χρονιάς

Όπως κάθε νέο έτος, το 2012 ξεκινάει με μία βροχή διαττόντων αστέρων, τους Τεταρτίδες (Quadrantids), που κορυφώνονται τη νύχτα της Τρίτης 3 Ιανουαρίου και τα χαράματα της Τετάρτης 4 Ιανουαρίου.

Αντίθετα με άλλες «βροχές» που «έπεσαν» το 2011 και συχνά έγιναν… θύματα της φωτο-ρύπανσης από την πανσέληνο, στα πρώτα «πεφταστέρια» της νέας χρονιάς δεν θα παρεμβληθεί το φεγγάρι για να δυσκολέψει τη θέα των παρατηρητών, αρκεί φυσικά να είναι ευνοϊκές οι κατά τόπους καιρικές συνθήκες.

Οι Τεταρτίδες διαρκούν από την 1η έως τη 12η Ιανουαρίου και φθάνουν στη μέγιστη συχνότητα πτώσης μετεώρων στις 3-4 Ιανουαρίου.

Η συγκεκριμένη βροχή μετεώρων έχει πάρει το όνομά της από ένα αστερισμό – Quadrans Muralis ή Επιτοίχιος Τετράς (ήταν αρχαίο αστρονομικό εργαλείο) – που σήμερα πια δεν υπάρχει και από όπου φαίνεται να προέρχεται.

Την ονομασία αυτή πήρε το 1795 από τον Γάλλο αστρονόμο Ζερόμ Λαλάντ, αλλά η ομάδα των αχνών άστρων που αποτελούσαν τον αστερισμό (που τώρα βρίσκεται κάπου κοντά στην Μεγάλη Άρκτο), έχει πλέον περιπέσει στη λήθη, αν και το όνομα διατηρείται στη βροχή διαττόντων.

Οι αστρονόμοι δεν είναι ακόμα σίγουροι ποιος ήταν ο διερχόμενος από τη «γειτονιά» της Γης κομήτης, που άφησε πίσω του την ουρά σκόνης και σωματιδίων, τα οποία μετατρέπονται σε μετέωρα (πεφταστέρια), κάθε φορά που ο πλανήτης μας διασταυρώνεται με την τροχιά τους.

Είναι πιθανό να πρόκειται για ένα κομήτη (2003 ΕΗ1), που παρατήρησαν πρώτοι Κινέζοι, Ιάπωνες και Κορεάτες αστρονόμοι το 1490.

Όπως συμβαίνει και με τις άλλες βροχές διαττόντων, τα μετέωρα κινούνται πολύ γρήγορα, καθώς εισέρχονται στη γήινη ατμόσφαιρα και πυρακτώνονται, γι’ αυτό η παρατήρηση είναι προτιμότερη με γυμνά μάτια, παρά με τηλεσκόπια ή κιάλια.

Στην περίπτωση των Τεταρτιδών, που έχουν σύντομη διάρκεια στη φάση της αποκορύφωσής τους (περίπου δύο ώρες) και γενικά διακρίνονται από μη προβλεψιμότητα και από ευμεταβλητότητα στην έντασή τους (άρα είναι εύκολο να τις «χάσει» κανείς), οι παρατηρητές δεν χρειάζεται να κοιτούν σε ένα συγκεκριμένο σημείο του ουρανού, αλλά απλώς πάνω από τον ορίζοντα.

Η συχνότητα μπορεί να φθάσει τα 80 έως 100 μετέωρα ανά ώρα με ταχύτητα περίπου 40 έως 42 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.

Advertisements

Επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η έρευνα για το σωματίδιο του Θεού πλησιάζει στο τέλος της!

H έρευνα για το επονομαζόμενο «Σωματίδιο του Θεού» η οποία θα εξηγούσε γιατί η ύλη έχει μάζα και γιατί υπάρχει βαρύτητα στο Σύμπαν, πιθανόν θα έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του επόμενου έτους, σύμφωνα με τις προβλέψεις ενός από τους βασικότερους επιστήμονες που συμμετέχουν στο πρόγραμμα.

Διαβάστε περισσότερα…

Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική

Ο βόρειος πόλος της Γης μετακινείται προς Σιβηρία

Είναι πιο εύκολο να εντοπίσει κανείς τον Άη Βασίλη, ο οποίος συνήθως βρίσκεται στο βόρειο γεωγραφικό πόλο, παρά να βρει το ακριβές σημείο του βόρειου μαγνητικού πόλου του πλανήτη μας, το οποίο μετακινείται συνεχώς, εσχάτως όλο και πιο γρήγορα με κατεύθυνση προς τα νησιά της Σιβηρίας, σύμφωνα με νέες εκτιμήσεις των επιστημόνων, που προσπαθούν να ερμηνεύσουν το φαινόμενο.

Ο μαγνητικός βόρειος πόλος, που διαφέρει από τον γεωγραφικό βόρειο πόλο ή σκέτα βόρειο πόλο (δηλαδή το βορειότερο σημείο της Γης, όπου ο άξονας περιστροφής της τέμνει τον πλανήτη), είναι το σημείο στην επιφάνεια της Γης προς το οποίο «δείχνουν» όλες οι μαγνητικές πυξίδες.

Ο μαγνητικός βόρειος πόλος εντοπίστηκε για πρώτη φορά στο βόρειο Καναδά, το 1831, από τον σκωτσέζο εξερευνητή Τζέημς Κλαρκ Ρος, ο οποίος μάλιστα δεν δίστασε να τοποθετήσει μια βρετανική σημαία στο σημείο, ώστε να το «κατοχυρώσει» για λογαριασμό της Βρετανίας. Δυστυχώς γι’ αυτόν, ο πόλος έκτοτε…έφυγε από εκείνο το σημείο.

Καθώς οι γεωφυσικές συνθήκες στο εσωτερικό της Γης συνεχώς μεταβάλλονται, ο βόρειος μαγνητικός πόλος μετακινείται κάθε χρόνο. Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι αυτά τα 180 χρόνια μετά την ανακάλυψή του, ο πόλος μετακινείται βαθμιαία με ρυθμό σχεδόν 15 χιλιομέτρων ετησίως. Όμως στη δεκαετία του ΄90, για άγνωστο λόγο, η μετακίνηση αυτή επιταχύνθηκε σημαντικά, φθάνοντας τα 60 χιλιόμετρα το 2002 και έκτοτε έχει ελαφρά μειωθεί στα 55 χλμ., με κατεύθυνση βόρεια-βορειοδυτική στον Αρκτικό Ωκεανό. Αν συνεχίσει έτσι, σε μια δεκαετία περίπου ο βόρειος μαγνητικός πόλος θα βρεθεί στη Σιβηρία.

Γιατί όμως συμβαίνει αυτό; Μια εξήγηση, σύμφωνα με το αμερικανικό επιστημονικό περιοδικό «Scientific American», δίνει μια ομάδα γάλλων γεωφυσικών με επικεφαλής τον Arnaud Chulliat του Ινστιτούτου Φυσικής της Γης στο Παρίσι, οι οποίοι δημοσίευσαν σχετικές μελέτες στα περιοδικά «Eos» και «Journal of Geophysical Research-Solid Earth» της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης.

Οι ερευνητές αποδίδουν την μετακίνηση σε μια ελικοειδή στήλη λιωμένων υλικών που ανεβαίνει από τα έγκατα του πλανήτη. Όπως αναφέρουν, τέτοιες στήλες λιγότερο πυκνών υγρών σχηματίζονται στα σύνορα του εσωτερικού πυρήνα της Γης και στη συνέχεια βρίσκουν διέξοδο προς την επιφάνεια μέσω ενός «κυλίνδρου», ο κεντρικός άξονας του οποίου είναι ο άξονας περιστροφής του πλανήτη μας.

Η γρήγορη περιστροφή της Γης προκαλεί ισχυρή ελικοειδή κίνηση στα λιωμένα υλικά που περιέχονται μέσα σε αυτή τη στήλη. Οι κινήσεις αυτές, που επιδρούν στον μανδύα κάτω από την Αρκτική, έχουν ως συνέπεια την μετακίνηση του βορείου μαγνητικού πόλου, μέσω μιας διαδικασίας που κάπως μοιάζει με την μεταβαλλόμενη μαγνητική δραστηριότητα, η oποία παράγει τις πιο σκούρες «κηλίδες» στον ήλιο.

Οι νέες μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου στα Νέα Σιβηριανά Νησιά δείχνουν ότι μια τέτοια διαδικασία πρέπει να βρίσκεται σε εξέλιξη από κάτω τους, αν και απόδειξη προς το παρόν δεν μπορεί να υπάρξει, όπως παραδέχτηκαν οι γάλλοι επιστήμονες. Η λύση του μυστηρίου, που βρίσκεται «θαμμένο» στο εσωτερικό της Γης, θα απαιτήσει νέες επιστημονικές γνώσεις και μεθόδους, καθώς και περισσότερα στοιχεία από τους δορυφόρους που μελετούν το Αρκτικό μαγνητικό περιβάλλον.

Link: Για την πρωτότυπη επιστημονική εργασία (με συνδρομή) στη διεύθυνση: http://europa.agu.org/?view=article&uri=/journals/jb/jb1007/2009JB007143/2009JB007143.xml&t=jb,Chulliat

Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική

Αψηφώντας τους νόμους της Φυσικής

ILL facade
Το  Ινστιτούτο Laue-Langevin
Επιστήμονες του Ινστιτούτου Laue-Langevin (ILL) και του Πανεπιστημίου Joseph Fourier στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας, ανακάλυψαν έναν κρύσταλλο που φαίνεται να αψηφά τους νόμους της θερμοδυναμικής.

Μια από τις πρώτες μας επαφές με τη Φυσική, είναι οι μυστηριώδεις μεταμορφώσεις του νερού: από στερεό στην κατάψυξη, σε υγρό σε θερμοκρασία δωματίου, και τελικά αέριο πάνω στο μάτι της κουζίνας. Αργότερα μαθαίνουμε ότι, αν και οι διάφορες ουσίες μπορεί να έχουν τελείως διαφορετικές θερμοκρασίες τήξης και βρασμού, όλες μπορούν να μεταβούν από τη μία φάση στην άλλη – και το κλειδί είναι η θερμοκρασία. Όμως, τι συμβαίνει με κάτι που λιώνει όταν ψύχεται και στερεοποιείται όταν θερμαίνεται;

Η Marie Plazanet, Βοηθός Ερευνήτρια στο ILL, και οι συνεργάτες της βρήκαν ένα υδατικό διάλυμα που σχηματίζει ένα γαλακτώδες στερεό αν θερμανθεί στους 60 oC περίπου, και ξαναγίνεται ένα ομογενές, διάφανο υγρό αν ψυχθεί. Το διάλυμα είναι ένα μείγμα νερού, ενός σακχάρου που ονομάζεται α-κυκλοδεξτρίνη, και μεθυλοπυριδίνης, ενός συστατικού των πλαστικών.

Για να καταλάβετε πόσο περίεργο είναι αυτό, λέει η Giovanna Cicognani, Επιστημονική Υπεύθυνος στο ILL, φανταστείτε ένα ποτήρι Coca-Cola® με παγάκια. “Όλοι ξέρουν τι θα γίνει τελικά – ο πάγος θα λιώσει και η Coca-Cola θα κρυώσει λίγο. Σε αυτήν την περίπτωση, όμως, όταν θερμάνετε το ποτήρι στους 60°C, όλο το περιεχόμενο θα στερεοποιηθεί”.

Οι επιστήμονες μελέτησαν την ουσία χρησιμοποιώντας νετρόνια που παρήχθησαν από έναν ερευνητικό πυρηνικό αντιδραστήρα του ILL. Μια αλυσιδωτή αντίδραση παράγει νετρόνια τα οποία συλλέγονται σε μια ελεγχόμενη, καλά εστιασμένη δέσμη, που οδηγείται πάνω σε κρυστάλλους ή άλλα υλικά υπό μελέτη. Τα νετρόνια της δέσμης συγκρούονται με τα νετρόνια του δείγματος, σχηματίζοντας μια εικόνα περίθλασης που μπορεί τελικά να μετατραπεί σε μια εικόνα υψηλής ανάλυσης. Αυτό μας δίνει έναν χάρτη του δείγματος άτομο προς άτομο.

“Χρησιμοποιήσαμε νετρόνια για να εξετάσουμε τις εσωτερικές ιδιότητες του μείγματός μας, δείχνοντας ότι στη στερεά φάση σχηματίζεται μια άκαμπτη και οργανωμένη δομή, ακόμα και αν ένα άλλο μέρος του μείγματος παραμένει υγρό”, εξηγεί ο Ralph Schweins, επιστήμονας του ILL και μέλος της ομάδας του πειράματος.

Equipment
Απαιτούμενος εξοπλισμός: ένα όργανο ανελαστικής σκέδασης νετρονίων

Οι επιστήμονες της Γκρενόμπλ πιστεύουν ότι αυτή η μεταβολή φάσης μπορεί να εξηγηθεί με το σχηματισμό και το σπάσιμο δεσμών υδρογόνου. Πάνω από τους 60°C, σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου είτε μεταξύ της κυκλοδεξτρίνης και της μεθυλοπυριδίνης, είτε μεταξύ της κυκλοδεξτρίνης και των μορίων νερού, διατηρώντας τη σταθερότητα του στερεού. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, αυτοί οι δεσμοί υδρογόνου σπάζουν και σχηματίζονται νέοι δεσμοί υδρογόνου ανάμεσα στα μόρια της κυκλοδεξτρίνης, πράγμα που κάνει το στερεό να ξαναγίνεται υγρό. Η μελέτη των μοριακών κινήσεων στο διάλυμα με υπολογιστικά μοντέλα έχει επιβεβαιώσει αυτά τα αποτελέσματα.

Επομένως η ουσία αυτή δεν αψηφά στην πραγματικότητα τους νόμους της Φυσικής. Όμως δείχνει μερικές ενδιαφέρουσες πλευρές των δεσμών υδρογόνου, οι οποίοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη ζωή μας – και όχι μόνο όταν κάνει κρύο και ευχόμαστε να χιονίσει!

Η συνταγή

Για να φτιάξετε το μυστηριώδες μείγμα που ανακάλυψαν οι επιστήμονες στη Γκρενόμπλ, ανακατέψτε 200 mg α-κυκλοδεξτρίνης (H6OC36O30) με 1 ml 4-μεθυλοπυριδίνης (H7C6N) και μια πολύ μικρή ποσότητα νερού. Το μείγμα θα πρέπει να είναι υγρό σε θερμοκρασία δωματίου. Όταν θερμανθεί, θα πρέπει να στερεοποιηθεί.

Ούτε το μείγμα, ούτε τα συστατικά του δεν είναι επικίνδυνα, μόνο που η 4-μεθυλοπυριδίνη μυρίζει άσχημα.Kαλή επιτυχία!!!!!

Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική

Αντι-ύλη παγιδεύτηκε για πρώτη φορά στο CERN!

Ξεκινώντας το άρθρο αυτό, θα πρέπει να ορίσω τί ακριβώς είναι η αντι-ύλη. Η αντι-ύλη είναι η μορφή της ύλης που αποτελείται από τα αντισωματίδια των σωματιδίων που συγκροτούν τη συνήθη ύλη.  Δηλαδή τα σωματίδια της ύλης, αντικαθίστανται από τα αντίστοιχα αντισωματίδια, για να μας δώσουν την αντι-ύλη. Ο παραλληλισμός ο οποίος γίνεται συχνά είναι ότι η αντιύλη είναι ένας «εναντιόμορφο είδωλο» της ύλης.

Διαβάστε περισσότερα…

Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική

Πείραμα υποδεικνύει την ύπαρξη νέου σωματιδίου.

 Τα αποτελέσματα ενός φιλόδοξου πειράματος Φυσικής στο Fermilab δείχνουν να επιβεβαιώνουν προ 20-ετίας ευρήματα που εντοπίζουν αδυναμίες στο Καθιερωμένο Μοντέλο και προτείνουν την ύπαρξη ενός νέου στοιχειώδους σωματιδίου: Μια τέταρτη γεύση νετρίνο.

Τα νέα αποτελέσματα προχωρούν περαιτέρω στην περιγραφή της παραβίασης μιας θεμελιώδους συμμετρίας του Σύμπαντος που εξασφαλίζει ότι τα σωματίδια της αντιύλης συμπεριφέρονται ακριβώς όπως και τα αντίστοιχα σωματίδια της ύλης.

Τα νετρίνο είναι ουδέτερα στοιχειώδη σωματίδια που δημιουργούνται κατά τη ραδιενεργό αποσύνθεση άλλων σωματιδίων. Οι γνωστές «γεύσεις» των νετρίνο είναι τα ουδέτερα αντίστοιχα των ηλεκτρονίων και των βαρύτερων συγγενών τους μυονίων και ταυ σωματιδίων.  Ανεξάρτητα από την αρχική γεύση ενός νετρίνο τα σωματίδια συνεχώς μεταπίπτουν από τον έναν τύπο στον άλλον σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται «Ταλάντωση Νετρίνων».

Ένα νετρίνο ηλεκτρονίου μπορεί να γίνει νετρίνο μυονίου και έπειτα να ξαναγίνει νετρίνο ηλεκτρονίου. Οι επιστήμονες πίστευαν αρχικά ότι υπάρχουν τρεις γεύσεις νετρίνο. Κατά τη διάρκεια του Mini Booster Netrino Experiment (MiniBooNE), οι ερευνητές ανακάλυψαν περισσότερες ταλαντώσεις από όσες αναμένονται αν υπάρχουν μόνο τρεις γεύσεις νετρίνο.

Σύμφωνα με τον Byron Roe, Επίτιμο Καθηγητή στο Τμήμα Φυσικής και συγγραφέα σχετικού άρθρου που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Physical Review Letters, αυτά τα αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα της ύπαρξης είτε νέων σωματιδίων είτε νέων δυνάμεων.

«Η απλούστερη εξήγηση θα ήταν είτε η προσθήκη νέων τύπων νετρίνο είτε στείρων νετρίνο, τα οποία δεν εμπλέκονται στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις», δήλωσε. 

Οι τρεις γνωστοί τύποι νετρίνο αλληλεπιδρούν με την ύλη κυρίως μέσω της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, η οποία καθιστά δύσκολη την ανίχνευσή τους. Έχει διατυπωθεί η υπόθεση ότι αυτή η τέταρτη γεύση νετρίνο, δεν αλληλεπιδρά μέσω της ασθενούς δύναμης και είναι συνεπώς ακόμα δυσκολότερο να ανιχνευθεί.

Η ύπαρξη των στείρων νετρίνο θα μπορούσε να βοηθήσει στην ερμηνεία κάποιας ή ακόμα και όλης της σκοτεινής ύλης του Σύμπαντος, καθώς επίσης και να ερμηνεύσει γιατί το Σύμπαν αποτελείται κυρίως από ύλη και όχι από αντιύλη, σύμφωνα με τον William Louis, ερευνητή στο Los Alamos National Laboratory. 

To πείραμα MiniBooNE πραγματοποιήθηκε στο Fermilab με τη συνεργασία 60 ερευνητών από διάφορα ιδρύματα για να ελέγξει τα αποτελέσματα του πειράματος Liquid Scintillator Neutrino Detector (LNSD), το οποίο άρχισε στο Los Alamos National Laboratory το 1990.

Τα αποτελέσματα δείχνουν παραβίαση της συμμετρίας φορτίου – ισοτιμίας του Σύμπαντος, που εξασφαλίζει ότι οι νόμοι της Φυσικής ισχύουν εξίσου για τα σωματίδια της ύλης και για τα αντισωματίδιά τους. Παραβιάσεις αυτής της συμμετρίας έχουν παρατηρηθεί σε μερικές σπάνιες διασπάσεις, όχι όμως με νετρίνο, δήλωσε ο Roe.

Ενώ όμως τα αποτελέσματα είναι στατιστικά σημαντικά και δεν στηρίζουν τα ευρήματα του LNSD, οι ερευνητές εφιστούν την προσοχή στο ότι απαιτούνται αποτελέσματα για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα ή πρόσθετα πειράματα προτού οι επιστήμονες εγκαταλείψουν τα αποτελέσματα του Καθιερωμένου Μοντέλου. 

www.physorg.com/news/2010-11-physics-particle.html





Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική

Τηλεμεταφορά με βάση τις παράξενες κβαντικές ιδιότητες

Για έναν κλασικό φυσικό, η πιο ενοχλητική ίσως όψη του κβαντικού κόσμου είναι ότι τίποτε δεν μοιάζει πραγματικό έως ότου μετρηθεί. Υποθέστε ότι θέλετε να μάθετε κάτι σχετικά με ένα κβαντικό σωματίδιο — την κατάσταση πόλωσης ενός φωτονίου, ας πούμε. Προτού πραγματοποιήσετε τη μέτρηση, το φωτόνιο δεν είναι πραγματικά πολωμένο σε μια συγκεκριμένη διεύθυνση. Σαν φάντασμα, τριγυρνά ανάμεσα σε πολλά επίπεδα πόλωσης. Βρίσκεται σε μια δυνητική κατάσταση ενδεχόμενων πολώσεων, καθεμιά από τις οποίες έχει ορισμένη πιθανότητα να εμφανιστεί κατά τη μέτρηση. Όταν, λοιπόν, μετρήσετε την πόλωση του φωτονίου, θα λάβετε μια σαφή απάντηση. Παραδόξως, όμως, κατά τη μέτρηση όλες οι υπόλοιπες ενδεχόμενες πολώσεις μηδενίζονται —και η αρχική ασαφής κατάσταση εξαφανίζεται!

Διαβάστε περισσότερα…

Κατηγορίες:Σύγχρονη Φυσική