Ορισμένες ανακαλύψεις έχουν την ικανότητα να μας σοκάρουν και ακόμη και να σπάσουν τις προκαταλήψεις μας.
Τέτοιες επαναστατικές εφευρέσεις, όχι μόνο χρησιμεύουν ως βάση για να ακολουθήσουν και άλλοι, αλλά καθορίζουν επίσης τη συνολική πρόοδο που έχουμε σημειώσει ως άνθρωποι μέχρι σήμερα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι μια χούφτα επιστήμονες και ερευνητές, με την περιέργειά τους, εμφανίστηκαν για να παρατηρήσουν και να πραγματοποιήσουν κάποιες δοκιμές που θα λειτουργούσαν ως τα μεγαλύτερα επιτεύγματα στον τομέα των επιστημών.
Ανάμεσα στα μεγαλύτερα επιτεύγματα που έχουν γίνει στον κόσμο της φυσικής μέχρι σήμερα είναι:
1. Η ανακάλυψη της “βαρύτητας” από τον μαθηματικό και φυσικό Isaac Newton, τον 17ο αιώνα.
Το 1687 ο Άγγλος Σερ Ισαάκ Νεύτων (Sir Isaac Newton) δημοσίευσε το διάσημο έργο του “Principia”, στο οποίο και διατυπώθηκε το πρώτο αξίωμα για τη βαρύτητα, το οποίο είχε παγκόσμια ισχύ γραμμένο στη λατινική γλώσσα.
Ο νόμος του Νεύτωνα για τη βαρύτητα διατυπώνεται ως εξής:
«Κάθε σώμα στο σύμπαν έλκει κάθε άλλο σώμα με δύναμη ανάλογη του γινομένου των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης του κέντρου μάζας τους».
2. Η διάσημη “Θεωρία της Σχετικότητας”, που δημιουργήθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.
Η ειδική σχετικότητα είναι μια θεωρία για τη δομή του χωροχρόνου, την οποία εισήγαγε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905. Βασίζεται σε δύο αξιώματα τα οποία είναι αντίθετα με την κλασική μηχανική:
“Οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι για όλους τους παρατηρητές που βρίσκονται σε αδρανειακό σύστημα αναφοράς.”
“Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι ίδια για όλους τους παρατηρητές, ανεξαρτήτως της σχετικής τους κίνησης ή της κίνησης της πηγής του φωτός.”
Η γενική σχετικότητα είναι μια θεωρία βαρύτητας που αναπτύχθηκε από τον Άινσταϊν την περίοδο 1907 – 1915.
Η ανάπτυξη της γενικής σχετικότητας ξεκίνησε με την αρχή της ισοδυναμίας, σύμφωνα με την οποία οι καταστάσεις επιταχυνόμενης κίνησης και ηρεμίας σε ένα βαρυτικό πεδίο (για παράδειγμα πάνω στην επιφάνεια της Γης) είναι ταυτόσημες.
Το αποτέλεσμα της ιδέας αυτής είναι ότι η ελεύθερη πτώση είναι αδρανειακή κίνηση σε μη ευκλείδειο χώρο: Με άλλα λόγια, ένα αντικείμενο σε ελεύθερη πτώση, πέφτει επειδή αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο τα αντικείμενα κινούνται όταν δεν ασκείται πάνω τους δύναμη, αντί να πέφτει λόγω της δύναμης της βαρύτητας, όπως συμβαίνει στην κλασική μηχανική.
Τον Νοέμβριο του 1915, ο Αϊνστάιν παρουσίασε τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας σε μια σειρά διαλέξεων ενώπιον της Πρωσικής Ακαδημίας Επιστημών.
Η τελευταία διάλεξη προκάλεσε αναστάτωση στον επιστημονικό κόσμο, καθώς ο Αϊνστάιν παρουσίασε τη θεωρία του που αντικαθιστούσε την εξήγηση του Ισαάκ Νεύτωνα για τη βαρύτητα. Η βαρύτητα δεν θεωρείται ως το αποτέλεσμα μιας δύναμης, αλλά οφείλεται στην καμπύλωση του χωροχρόνου, η οποία προκαλείται από την περιεχόμενη στον χωρόχρονο μάζα και ενέργεια.
3. Το “φωτοηλεκτρικό φαινόμενο”, η ερμηνεία του οποίου δόθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, το 1905.
Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι μια κβαντική διεργασία κατά την οποία απελευθερώνονται ηλεκτρόνια από μια επιφάνεια αγωγού όταν προσπέσει σε αυτή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία συχνότητας τέτοιας ώστε τα ηλεκτρόνια να κατορθώσουν να υπερπηδήσουν το φράγμα δυναμικής ενέργειας που τα συγκρατεί στην επιφάνεια αυτή. Τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα.
Παρατηρήθηκε πρώτη φορά από τον Χερτζ τυχαία το 1887.
Με την εργασία του για την ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν πήρε το βραβείο Νόμπελ.
Για να ερμηνεύσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, ο Αϊνστάιν υπέθεσε ότι η ενέργεια ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος δεν είναι ισοκατανεμημένη στο κυματικό μέτωπο αλλά μεταφέρεται σε διακριτές ποσότητες που ονομάζονται φωτόνια.
Η διαπίστωση αυτή αποτέλεσε, μαζί με την ερμηνεία της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος από τον Πλανκ και την παρατήρηση του φαινομένου Κόμπτον το θεμέλιο της θεωρίας για τον κυματοσωματιδιακό δυϊσμό του φωτός αλλά και της πρώιμης Κβαντικής Μηχανικής.
Εφαρμογές του φωτοηλεκτρικού φαινομένου απαντώνται στα φωτοκύτταρα ή φωτοστοιχεία, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, τα ηλιακά στοιχεία κ.ά.
4. Η “κβαντική τηλεμεταφορά”.
Η κβαντική τηλεμεταφορά είναι μια τεχνική για τη μεταφορά κβαντικών πληροφοριών από έναν αποστολέα σε μια θέση σε έναν δέκτη σε κάποια απόσταση. Ενώ η τηλεμεταφορά απεικονίζεται συνήθως στην επιστημονική φαντασία ως μέσο μεταφοράς φυσικών αντικειμένων από τη μία τοποθεσία στην άλλη, η κβαντική τηλεμεταφορά μεταφέρει μόνο κβαντικές πληροφορίες.
H έρευνα σχετικά με την κβαντική τηλεμεταφορά σχετίζεται άμεσα με τους κβαντικούς υπολογιστές.
Στους κβαντικούς υπολογιστές η βασική μονάδα μνήμης μπορεί να βρίσκεται όχι μόνο στις καταστάσεις 0 και 1 αλλά και σε κάθε δυνατή επαλληλία.
Έτσι στην περίπτωση των κβαντικών υπολογιστών μιλάμε για qubit (quantum bit) ή στην ελληνική απόδοση κβαντοδυφίο.
Η κβαντική τηλεμεταφορά βασίζεται στο φαινόμενο της κβαντικής σύμπλεξης (entanglement), ένα κβαντικό φαινόμενο που έγινε γνωστό, από το πείραμα σκέψης που πρότειναν οι Einstein-Podolsky-Rosen (ή παράδοξο EPR).
Το 2004, ένα πείραμα κβαντικής τηλεμεταφοράς διεξήχθη κατά μήκος του ποταμού Δούναβη στη Βιέννη, συνολικά 600 μέτρα.
Στις 26 Φεβρουαρίου 2015, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στο Hefei, με επικεφαλής τους Chao-yang Lu και Jian-Wei Pan πραγματοποίησαν το πρώτο πείραμα τηλεμεταφοράς πολλαπλών βαθμών ελευθερίας ενός κβαντικού σωματιδίου.
Κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν τις κβαντικές πληροφορίες από ένα σύνολο ατόμων ρουβιδίου σε ένα άλλο σύνολο ατόμων ρουβιδίου σε απόσταση 150 μέτρων χρησιμοποιώντας μπλεγμένα φωτόνια.
5. Η ανακάλυψη της “ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής” του Faraday.
Η ανακάλυψη αυτή έχει συμβάλει πάρα πολύ στον τομέα της επιστήμης.
Αφού πειραματίστηκε τόσο με τους τομείς του μαγνητισμού όσο και του ηλεκτρισμού για σχεδόν δέκα χρόνια, αυτός ο φυσικός-πειραματικός πέτυχε στην προσπάθειά του το έτος 1831. Χρησιμοποιώντας δύο πηνία σύρματος τυλιγμένα γύρω από την αντίθετη πλευρά ενός μαλακού σιδερένιου δακτυλίου, ο Faraday απέδειξε τελικά ότι ένας μαγνήτης είχε την ικανότητα να προκαλεί ηλεκτρισμό. Αυτή η εντυπωσιακή εφεύρεση θα χρησίμευε αργότερα ως βάση για πολλά άλλα πειράματα που θα ακολουθούσαν.
6. Η ανακάλυψη του “μποζονίου Higgs”.
Το σωματίδιο Χιγκς, καλούμενο εκλαϊκευμένα και «το σωματίδιο του Θεού», είναι ένα μποζόνιο η ύπαρξη του οποίου προβλέφθηκε θεωρητικά από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
Ανακαλύφθηκε πειραματικά στις 4 Ιουλίου 2012 από τα πειράματα ATLAS και CMS του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERΝ.
Η ύπαρξη του σωματιδίου του Χιγκς δίνει τη δυνατότητα για εξήγηση στον τρόπο που συγκροτείται η ύλη προσδίδοντάς της ιδιότητες όπως για παράδειγμα η μάζα.
Η ανακάλυψή του θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση της δημιουργίας του σύμπαντος λύνοντας θέματα, στη θεωρία της μεγάλης έκρηξης, αμέσως μετά τα πρώτα κλάσματα του δευτερόλεπτου της γέννησης του σύμπαντος.
Το μποζόνιο αυτό πήρε το όνομά του από τον Βρετανό καθηγητή φυσικής Πίτερ Χιγκς (Peter Higgs), ο οποίος ήταν ένας από τους 6 φυσικούς που πρότειναν την ύπαρξή του, σε σχετικές δημοσιεύσεις το 1964.
7. H “ακτινογραφία”, χάρη στον Wilhelm Conrad Rontgen, έναν φυσικό που πιστεύεται ότι είναι ο πρώτος άνθρωπος που παρατήρησε ποτέ τις ακτίνες Χ.
Αυτή η σημαντική επιστημονική ανακάλυψη έλαβε χώρα στις 8 Νοεμβρίου 1895.
Από τότε, είναι πρωτοποριακή και έχει χρησιμοποιηθεί πάρα πολύ σε διάφορους τομείς, ειδικά στην ιατρική.
Ένα διασκεδαστικό γεγονός για την εφεύρεση ακτίνων Χ είναι ότι ήταν εντελώς τυχαία, όταν κατά τη διάρκεια πειραματισμού του με καθοδικές ακτίνες στο εργαστήριό του στη Γερμανία, ο Wilhelm άρχισε να παρατηρεί μια λάμψη που προερχόταν από μια οθόνη με χημική επικάλυψη.
8. Η “ραδιενέργεια”.
Ραδιενέργεια είναι το φαινόμενο της εκπομπής σωματιδίων ή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους πυρήνες ορισμένων χημικών στοιχείων, που γι’ αυτό το λόγο ονομάζονται ραδιενεργά. Από τα περίπου 2500 νουκλίδια που είναι γνωστά στην επιστήμη, λιγότερα από 300 είναι ραδιενεργά.
Το 1896, ο Γάλλος φυσικός Henri Becquerel ανακάλυψε το φαινόμενο της ραδιενέργειας στο ουράνιο.
Η συγκεκριμένη ανακάλυψη προκάλεσε σοκ σε αρκετούς επιστήμονες που έφεραν ξεχωριστές ιδέες για την ατομική δομή. Η ραδιενέργεια απέδειξε ότι το άτομο δεν ήταν ούτε αμετάβλητο ούτε αδιαίρετο. Επιπλέον, έδειξε επίσης ότι ένα άτομο είχε την ικανότητα να σχηματίζει καθώς και να εκπέμπει τεράστιες ποσότητες ενέργειας.
9. Ο “πυρηνικός αντιδραστήρας”.
Ο πρώτος πυρηνικός αντιδραστήρας κατασκευάστηκε στα πλαίσια του σχεδίου Μανχάταν, το 1942, υπό την καθοδήγηση του Ενρίκο Φέρμι στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο.
Πυρηνικός αντιδραστήρας ονομάζεται η διάταξη εκείνη εντός της οποίας παράγεται ενέργεια με ελεγχόμενη αντίδραση σχάσης.
Ο πυρηνικός αντιδραστήρας θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως μια μεγάλη δεξαμενή όπου το πυρηνικό καύσιμο υφίσταται πυρηνική σχάση απελευθερώνοντας έτσι θερμότητα. Τα άτομα του εν λόγω καυσίμου, υπό ορισμένες συνθήκες, διασπώνται αυθόρμητα εκπέμποντας νετρόνια, τα οποία στη συνέχεια προκαλούν τη διάσπαση άλλων ατόμων, με τελικό αποτέλεσμα μια γεωμετρικά αυξανόμενη αλυσιδωτή αντίδραση.
10. Ο “Νόμος του Ohm”, που ανακαλύφθηκε από τον διάσημο Γερμανό φυσικό, George Simon Ohm.
Ο Νόμος του Ohm δηλώνει ότι η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος από έναν αγωγό είναι ανάλογη με τη διαφορά δυναμικού στα άκρα του και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίστασή του.
Το έργο του Ohm ήταν ένας μεγάλος παράγοντας επιρροής στην κατασκευή και τη δοκιμή των θεωριών και των εφαρμογών του τρέχοντος ηλεκτρισμού.
Πηγές
https://steamdaily.com/10-of-the-greatest-achievements-of-physics-of-all-time/
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%92%CE%B1%CF%81%CF%8D%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A3%CF%87%CE%B5%CF%84%CE%B9%CE%BA%CF%8C%CF%84%CE%B7%CF%84%CE%B1
Πως πραγματοποιείται η κβαντική τηλεμεταφορά
https://www.naftemporiki.gr/story/357435/i-kbantiki-tilemetafora-egine-pragmatikotita
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation#Experimental_results_and_records