Άρθρα κατηγορίας Με το βλέμμα στο παρελθόν και στο μέλλον

Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2025:Ο κβαντικός κόσμος στον μακρόκοσμο…

Το Νόμπελ Φυσικής του 2025 απονεμήθηκε στον Βρετανο John Clarke, στον Γάλλο Michel H. brabeio nompel fysikhs 2025Devoret και στον Αμερικάνο John M. Martinis για την ανακάλυψη του μακροσκοπικού κβαντομηχανικού φαινομένου της σήραγγας και της κβάντωσης της ενέργειας σε ηλεκτρικό κύκλωμα.

Οι τρεις επιστήμονες απέδειξαν ότι ένα ολόκληρο ηλεκτρικό κύκλωμα —που περιέχει δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια— μπορεί να συμπεριφερθεί ως ενιαία κβαντική οντότητα με διακριτά ενεργειακά επίπεδα, όπως ακριβώς συμβαίνει με ένα  σωματίδιο δεσμευμένο σε ένα δυναμικό με  «πηγάδια» που χωρίζονται από ενεργειακά φράγματα. Ακόμη περισσότερο, έδειξαν ότι αυτή η οντότητα μπορεί να περάσει από το ένα «πηγάδι» στο άλλο χωρίς να αποκτήσει την ενέργεια που θα ήταν απαραίτητη σε ένα κλασικό σωματίδιο.

Έτσι είναι πια γνωστό  ότι κβαντική συμπεριφορά δεν περιορίζεται σε μικροσκοπική κλίμακα, αλλά μπορεί να εκδηλωθεί και να μετρηθεί σε μεγαλύτερα συστήματα, ανοίγοντας τον δρόμο για εφαρμογές όπως οι κβαντικοί υπολογιστές, η κβαντική κρυπτογράφηση και οι υπερευαίσθητοι αισθητήρες.

Πηγή:Physics – Nobel Prize: Quantum Tunneling on a Large Scale

17 Ιουνίου – Παγκόσμια Ημέρα για την Καταπολέμηση της Ερημοποίησης

Ερημοποίηση:

  •  υποβάθμιση των καλλιεργήσιμων εδαφών
  •  απώλεια υδάτινων πόρων και
  •  μια σοβαρή απειλή για όλα τα έμβια όντα – τα φυτά, τα ζώα και τον άνθρωπο, ο οποίος αποτελεί και τον κύριο υπεύθυνο για αυτή την κατάσταση.

Σύμφωνα με επιστημονικές εκτιμήσεις, έως το 2050, έντονες ξηρασίες αναμένεται να επηρεάσουν περισσότερο από τα τρία τέταρτα του παγκόσμιου πληθυσμού.

Η χαρούμενη σταγόνα…(φαινόμενο Leidenfrost)

Water droplet Leidenfrost effect cropped

Το 1756, ο Johann Gottlob Leidenfrost  Γερμανός γιατρός και θεολόγος ήταν ο πρώτος που περιέγραψε επιστημονικά ένα φαινόμενο που βέβαια είχε παρατηρηθεί και στο παρελθόν αλλά δεν είχε εξηγηθεί.  Πρόκειται για το φαινόμενο  Leidenfrost , και αφορά   μια σταγόνα νερού που μπορεί να αιωρείται και να κυλάει σε μια  ζεστή στερεή επιφάνεια.

Συγκεκριμένα το παραπάνω φαινόμενο παρατηρείται όταν η επιφάνεια είναι πολύ θερμότερη από το σημείο βρασμού του νερού. Τότε η σταγόνα νερού που θα πέσει σ’ αυτή την επιφάνεια δεν θα εξατμιστεί αμέσως. Θα ξεκινήσει έναν όμορφο «χορό». Αυτό συμβαίνει γιατί το κατώτερο στρώμα της σταγόνας περνά σε αέρια φάση πολύ γρήγορα, με αποτέλεσμα να δημιουργείται ένα λεπτό στρώμα ατμού ανάμεσα στη σταγόνα και την καυτή επιφάνεια που μονώνει την υπόλοιπη σταγόνα.  Το στρώμα αυτό του ατμού εμποδίζει την άμεση επαφή της σταγόνας με την καυτή επιφάνεια και μειώνει τη θερμική αγωγιμότητα μεταξύ τους (ο ατμός μεταφέρει τη θερμότητα 30 φορές πιο δύσκολα σε σχέση με το νερό καθώς περιέχει λιγότερα μόρια ανά μονάδα όγκου)  με αποτέλεσμα η σταγόνα να «επιπλέει» και να κινείται ελεύθερα.

Η ακριβής θερμοκρασία έναρξης του φαινομένου δεν είναι σταθερή  και ποικίλει ανάλογα με το είδος του υγρού (για το νερό η θερμοκρασία αυτή είναι περίπου  200oC-250οC)αλλά και από  την τραχύτητα της επιφάνειας και το υλικό κατασκευής της. Έχει παρατηρηθεί ότι μια σταγόνα νερού με ακτίνα 1 mm μπορεί να “επιπλέει” για ένα ολόκληρο λεπτό σε μια μεταλλική επιφάνεια στους 200οC

Το φαινόμενο αυτό μπορεί να εμφανιστεί  σε πυρηνικούς σταθμούς καθώς αυτοί απαλλάσσονται από την υπερβολική θερμότητα με τον βρασμό του νερού.  Αν αφήσουν τους εναλλάκτες να ζεσταθούν πολύ, το νερό μπορεί να «μπει»  στο φάσμα του φαινομένου Leidenfrost και να δημιουργήσει ένα μονωτικό στρώμα ατμού. Αυτό μειώνει την ικανότητα του νερού να απορροφήσει θερμότητα και υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης με καταστρεπτικές συνέπειες.

Περισσότερες πληροφορίες εδώ και εδώ

και ένα απλό και κατατοπιστικό  βίντεο:

 

…και το ταξίδι συνεχίζεται…

Στις 24 Φεβρουαρίου το Blue Ghost έκανε τον τρίτο ελιγμό του για να μπει σε μια σχεδόν κυκλική χαμηλή σεληνιακή τροχιά. Στην διάρκεια του ελιγμού κατέγραψε πλάνα της Σελήνης σε ύψος περίπου 100Km από την επιφάνειά της. Το βίντεο, επιταχυνόμενο κατά 10 φορές,  δείχνει την μακρινή (ή «σκοτεινή») πλευρά της Σελήνης.

 

Ένα…φάντασμα…ταξιδεύει για το Φεγγάρι

Blue Ghost Mission Το  blue ghost αποτελεί το όχημα για  μία ρομποτική αποστολή στη Σελήνη. Ξεκίνησε 15 Ιανουαρίου 2025 από το διαστημικό κέντρο Κένεντι, 13 Φεβρουαρίου, μπήκε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη και αναμένεται να προσγειωθεί  στη Σελήνη 3 Μαρτίου στο Mare Crisiume κοντά στο Mons Latreille. Στόχος της αποστολής είναι προωθήσει την σεληνιακή έρευνα (με συλλογή δειγμάτων ρηγόλιθου, μελέτη της ακτινοβολίας, έλεγχος της σεληνιακής σκόνης) ώστε να ανοίξει πάλι ο δρόμος για την επιστροφή της ανθρωπότητας στη Σελήνη με προοπτική την έρευνα πέρα από αυτή.

Πρόσφατα (18-2-2025) το blue ghost  ολοκλήρωσε έναν ελιγμό για να προσαρμόσει την τροχιά του γύρω από τη Σελήνη  και καταγράφει μία εκπληκτική θέα του φεγγαριού, όπως φαίνεται στο βίντεο.

για περισσότερες πληροφορίες στη διεύθυνση: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=BLUEGHOST

Προσεγγίζοντας τον Ήλιο!!!

 Καθώς καλωσορίσαμε το νέο έτος, η Γη έκανε την πλησιέστερη προσέγγισή της στον Ήλιο, το περιήλιο, 4 Ιανουαρίου 2025. Το Solar Orbiter, που ξεκίνησε την αποστολή  του, υπό την εποπτεία της ESA το 2020, καταγράφει για περισσότερα από τρία χρόνια τα δεδομένα από τη δραστηριότητα του Ήλιου καθώς ταξιδεύει σε ελλειπτική τροχιά και κάνοντας την πιο  κοντινή προσέγγιση σ’ αυτόν κάθε έξι μήνες.  Ο Ήλιος πλησιάζει στην κορύφωση του 11ετούς  κύκλου και οι ηλιακές εκλάμψεις γίνονται όλο και ποιο συχνές και έντονες όπως φαίνεται και στο βίντεο (οι μπλε κύκλοι αντιπροσωπεύουν ηλιακές εκλάμψεις: εκρήξεις ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας των οποίων  ανιχνεύονται οι  ακτίνες Χ)

Για περισσότερες πληροφορίες στη διεύθυνση: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter

 

Ωχ! γλιστράει!!!!

γιατί γλυστράει ο πάγος ΑντιγραφήΓιατί γλιστράει ο πάγος;

 Από την εποχή του Faraday οι επιστήμονες προσπάθησαν να κατανοήσουν την ολισθηρότητα του πάγου. Η «ολισθηρή» φύση του πάγου αποδίδεται στο σχηματισμό ενός λεπτού στρώματος υγρού νερού που δημιουργείται από την τριβή στην επιφάνειά του. Μελετώντας σε μοριακό επίπεδο το νερό, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα μόρια του πάγου διατάσσονται σε εξαγωνικά και κυβικά στρώματα. Αυτές οι δύο δομές δεν ευθυγραμμίζονται τέλεια, ενώ ταυτόχρονα τα επιφανειακά μόρια του πάγου δέχονται δυνάμεις μόνο από την «κάτω»  πλευρά από τα άλλα μόρια, με αποτέλεσμα να είναι λιγότερο «σφιχτά» συνδεδεμένα σε σχέση με τα μόρια του εσωτερικού. Έτσι, στην επιφάνεια του πάγου δημιουργείται ένα «σχεδόν υγρό» στρώμα από μόρια τα οποία μετατοπίζονται εύκολα, καθιστώντας την επιφάνεια του πάγου πιο ρευστή και συνεπώς ολισθηρή.

  Οι ιδιότητες αυτού του λεπτού στρώματος νερού δεν είχαν μελετηθεί ποτέ πριν, όπως το πάχος του, που παρέμενε σε μεγάλο βαθμό άγνωστο, ενώ οι ιδιότητές του, ακόμη και η ίδια η ύπαρξή του, ήταν αντικείμενο συζήτησης. Επιπλέον, αφού το υγρό νερό είναι γνωστό ότι είναι «φτωχό» λιπαντικό, πώς θα μπορούσε αυτό το υγρό φιλμ να μειώσει την τριβή και να κάνει τον πάγο να γλιστράει; Σήμερα με καινούργιες έρευνες και συσκευές, οι επιστήμονες μελέτησαν   το συγκεκριμένο στρώμα νερού και οδηγήθηκαν σε ενδιαφέροντα συμπεράσματα όπως  το πάχος του,  που μετράει μερικές εκατοντάδες νανόμετρα (πιο λεπτό απ’ ότι είχαν δείξει οι θεωρητικές εκτιμήσεις). Η περαιτέρω πειραματική μελέτη έδειξε ότι αυτό το φιλμ νερού δεν είναι καθόλου «απλό νερό», αλλά αποτελείται από νερό που είναι τόσο παχύρρευστο όσο το λάδι, με πολύπλοκες ιξωδο-ελαστικές ιδιότητες. Αυτή η απροσδόκητη συμπεριφορά υποδηλώνει ότι ο επιφανειακός πάγος δεν μετατρέπεται εντελώς σε υγρό νερό αλλά αντ’ αυτού καταλήγει σε μια μικτή κατάσταση, ένα μείγμα παγωμένου νερού και θρυμματισμένου πάγου. Το μυστήριο της ολίσθησης στον πάγο μπορεί επομένως να βρεθεί στη «παχύρρευστη» φύση αυτού του φιλμ νερού.

Περισσότερη γνώση, στις διευθύνσεις:  https://phys.org/news/2019-11-ice-slippery.html

http://www.hriyc.org/Why%20Ice%20is%20Slippery.htm

https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.9.041025