Μήνας: Μάρτιος 2013

Στη διατύπωση της θεωρίας της σχετικότητας, ο Αϊνστάιν υπέθεσε ένα σύμπαν όπου αντικείμενα κινούνται στο κενό, με συνέπεια η ταχύτητα του φωτός να είναι σταθερή. Τώρα, δύο νέες έρευνες του ιδρύματος Alpha Galileo αμφισβητούν τη σταθερότητα αυτή.

Σύμφωνα με τις δύο έρευνες η γνωστή τιμή της ταχύτητας του φωτός (300 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο) ενδέχεται να μην είναι μία άκαμπτη σταθερά, αλλά περισσότερο μία μεταβλητή προσέγγιση. Αυτό δε σημαίνει ότι η αντίληψή μας για το φως είναι λανθασμένη, αλλά ότι η κατανόηση του σύμπαντος είναι σχετικά ατελής.

Τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι το κενό του διαστήματος δεν είναι τόσο ήρεμο και αδρανές όσο πιστεύαμε. Επικεφαλής της πρώτης έρευνας, με τίτλο «το κβαντικό κενό ως προέλευση της ταχύτητας του φωτός», είναι ο Μαρσέλ Ουρμπάν του Πανεπιστημίου του Νοτίου Παρισιού, ενώ επικεφαλής της δεύτερης, με τίτλο «ένας αθροιστικός κανόνας φορτισμένων στοιχειωδών σωματιδίων», οι Γκερντ Λόιξ και Λουίς Σάντσεζ-Σότο του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ του Ερλάνγκεν στη Γερμανία.

Κατά κανόνα όταν θεωρούμε το κενό του διατήματος, υποθέτουμε πως είναι εντελώς άδειο και στερούμενο κάθε αντικειμένου. Ωστόσο ο Μαρσέλ Ουρμπάν προσδιόρισε ένα μηχανισμό που ορίζει το κενό γεμάτο με εικονικά σωματίδια, τα οποία φέρουν μεταβλητές ενεργειακές τιμές. Για αυτό το λόγο, τα έμφυτα χαρακτηριστικά του κενού, όπως η σταθερά ταχύτητα του φωτός, οφείλουν να τροποποιηθούν.

Οι Λόιξ και Σάντσεζ-Σότο μπόρεσαν να προσδιορίσουν έναν κβαντικό μηχανισμό ο οποίος ορίζει την ύπαρξη ενός περιορισμένου αριθμού εφήμερων σωματιδίων ανά μονάδα όγκου στο κενό. Παρά το γεγονός ότι είναι κενό, το διάστημα στην ουσία είναι γεμάτο με σωματίδια τα οποία εμφανίζονται και εξαφανίζονται πολύ γρήγορα. Σε αυτή την περίπτωση, ήταν ο λόγος της ταχύτητας του φωτός θα ήταν το αποτέλεσμα αυτής της πυκνότητας σωματιδίων, και όχι κάποιας σταθερής έμφυτης ενέργειας εντός του φωτός.

Παρά το γεγονός ότι οι νέες θεωρίες υποστηρίζουν την αναθεώρηση μίας παγιωμένης αντίληψης στο χώρο της φυσικής, δεν αναμένεται να διαταράξουν σε μεγάλο βαθμό τις ισχύουσες θεωρίες σωματιδιακής φυσικής και κβαντικών μηχανισμών. Ωστόσο οι τελευταίες θα πρέπει να λάβουν υπ’όψιν τους τη διακύμανση της ταχύτητας του φωτός, σύμφωνα με τον Ουρμπάν.

http://www.naftemporiki.gr/story/631787

Το μποζόνιο Higgs.

Οι επιστήμονες του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικής Έρευνας (CERN) εμφανίζονται βέβαιοι ότι το υποατομικό σωματίδιο που εντοπίστηκε τον Ιούλιο του 2012 είναι πράγματι μία εκδοχή του μποζονίου Higgs, σύμφωνα με τελευταία ανακοίνωση.

 «Είναι ξεκάθαρο πως πρόκειται για το μποζόνιο Higgs, αν και ακόμα έχουμε πολύ δρόμο μπροστά μας μέχρι να προσδιορίσουμε ακριβώς τι τύπου μποζόνιο Higgs είναι», δήλωσε το μέλος του CERN, Τζο Ινκαντέλα. Ο Ινκαντέλα αποτελεί μέλος της ομάδας CMS εντός του CERN, η οποία έφτασε ταυτόχρονα και ανεξάρτητα στο ίδιο συμπέρασμα με την ομάδα ATLAS.

Το σωματίδιο Higgs ήταν για πολλές δεκαετίες ο αγνοούμενος ακρογωνιαίος λίθος της φυσικής, καθώς σύμφωνα με τη θεωρία χωρίς την ύπαρξή του το σύμπαν θα έμοιαζε με «σούπα». Η ανακάλυψή του καλύπτει ένα μεγάλο κενό στο Κλασσικό Μοντέλο φυσικής, μία θεωρία που περιγράφει όλα τα σωματίδια, δυνάμεις και αλληλεπιδράσεις που συνθέτουν το σύμπαν.

Τον περασμένο Ιούλιο όλες οι ενδείξεις έδειχναν ότι το υποσωματίδιο που εντοπίστηκε ήταν το μποζόνιο Higgs, αλλά υπήρχε πάντα η μικρή πιθανότητα να ήταν ένα πιο εξωτικό σωματίδιο, ένα από τα αρκετά ελαφρά μποζόνια που προβλέπονται από άλλες θεωρίες. Μετά την ανάλυση όλων των δεδομένων από τα πειράματα του Ιουλίου, οι επιστήμονες του CERN τώρα ισχυρίζονται ότι πρόκειται για το μποζόνιο Higgs κατά ποσοστό 99,9%.

REUTERS/DENIS BALIBOUSE

Ο μεγάλος επιταχυντής του CERN, κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.

Σύμφωνα με τον Ινκαντέλα, κάποια συμπληρωματικά τεστ στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων αναμένεται να αυξήσουν αυτό το ποσοστό στο 100%. Συγκεκριμένα θα μετρηθεί ο ρυθμός με τον οποίο το μποζόνιο αποσυντίθεται σε άλλα σωματίδια και τα αποτελέσματα θα συγκριθούν με τις προβλέψεις του Κλασσικού Μοντέλου. 

«Τα ευχάριστα νέα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν την τεράστια προσπάθεια πολλών αφοσιωμένων ανθρώπων, και υποδεικνύουν τη συμφωνία των ευρημάτων με αυτά που προβλέπει το Κλασσικό Μοντέλο», δήλωσε ο Ντέηβ Τσάρλτον, εκπρόσωπος της ομάδας ATLAS. «’Εχουμε ήδη ξεκινήσει το επόμενο πρόγραμμα μετρήσεων όσον αφορά το σωματίδιο Higgs καθεαυτό», πρόσθεσε.

Η θεωρία για το υποατομικό σωματίδιο με την προσωνυμία «σωματίδιο-Θεός» διατυπώθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960 από το Βρετανό φυσικό Πήτερ Χιγκς. Ο Χιγκς πρότεινε την ύπαρξη ενός αόρατου δυναμικού πεδίου και ενός υποατομικού σωματιδίου που διαπερνά τα πάντα, λειτουργώντας ως «κόλλα» για κάθε είδους ύλη, δίνοντας μορφή σε αστέρια, πλανήτες, ακόμα και στους ανθρώπους

http://www.naftemporiki.gr/story/627336

Πολλές ασθένειες του ανθρωπίνου σώματος προκαλούν μεταβολές στα γονίδια. Ένα τέτοιο νανορομπότ θα είναι σε θέση να «σκανάρει» ένα κύτταρο, για να δει αν όλα τα γονίδιά του λειτουργούν σωστά.

Κάθε κάτοχος υπολογιστή έχει στο μηχάνημά του ένα πρόγραμμα antivirus, για προστασία από ιούς και άλλα κακόβουλα λογισμικά. Ωστόσο, το ανθρώπινο σώμα μέχρι τώρα έπρεπε να περιορίζεται σε «φυσικές» μεθόδους- αλλά αυτό ενδεχομένως να αλλάξει, κάποια στιγμή, χάρη στη δουλειά ερευνητών του Ινστιτούτου Γουάιζμαν στο Ισραήλ, οι οποίοι εργάζονται πάνω σε ένα ιατρικό νανορομπότ, το οποίο θα κινείται στο κυκλοφορικό σύστημα και θα αναζητά προβλήματα και ασθένειες.

Για να λειτουργήσει ένα ρομπότ τέτοιου είδους, θα πρέπει να έχει μέγεθος μικρότερο ενός ανθρωπίνου κυττάρου, αλλά να είναι αρκετά εξελιγμένο για να μπορεί να αλληλεπιδράσει με τα κύτταρα του οργανισμού. Γι’ αυτό, οι ερευνητές όφειλαν να αναπτύξουν έναν υπολογιστή που θα βασίζεται στο δομικό «υλικό» του ανθρώπινου σώματος- το DNA.

Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Γουάιζμαν κατάφεραν να δημιουργήσουν μία «γενετική» συσκευή, η οποία λειτουργεί αυτόνομα μέσα στα κύτταρα. Ωστόσο, ο υπολογιστής αυτός- αν και αποτελεί αναμφίβολα μεγάλο τεχνολογικό επίτευγμα- έχει ακόμα πολύ δρόμο μπροστά του για να μπορέσει να ενσωματωθεί σε μικροσκοπικά νανορομπότ, τα οποία θα μπορούν να επεμβαίνουν στα ανθρώπινα κύτταρα.

Πολλές ασθένειες του ανθρωπίνου σώματος προκαλούν μεταβολές στα γονίδια. Ένα τέτοιο νανορομπότ θα είναι σε θέση να «σκανάρει» ένα κύτταρο, για να δει αν όλα τα γονίδιά του λειτουργούν σωστά- διαδικασία που θα είναι σε θέση να επισημάνει έγκαιρα προβλήματα που προκαλούνται από ασθένειες όπως ο καρκίνος, ενημερώνοντας έγκαιρα εάν υπάρχει ενδεχόμενο εμφάνισης όγκου.

Το νανορομπότ θα διαθέτει πληροφορίες για το κύτταρο, και εάν όλα βαίνουν καλώς, θα δημιουργεί μία πρωτεΐνη που θα λειτουργεί σαν «πράσινο φως»- και αυτό σε πρώτο επίπεδο, καθώς μελλοντικά θεωρείται πως θα είναι δυνατή η δημιουργία πρωτεϊνών που, εάν το κύτταρο βρεθεί προβληματικό (δηλαδή εντοπίζονται ενδείξεις ασθένειας), θα μπορούν να προκαλούν την αυτοκαταστροφή του.

Σε δοκιμές που έγιναν, διαπιστώθηκε πως το «πράσινο φως» ενεργοποιούνταν μόνο όταν το υπό εξέταση βακτήριο βρισκόταν σε καλή κατάσταση.

Το επόμενο στάδιο θα έχει να κάνει με την ανάπτυξη βακτηρίων που θα μπορούν να εισαχθούν στο ανθρώπινο σώμα, για να λειτουργούν ως «αισθητήρες», με τελικό στόχο την ενσωμάτωση νανοσυσκευών τέτοιου είδους σε ανθρώπινα κύτταρα.

Ωστόσο, εκτιμάται πως υπάρχουν ακόμα πολλά περιθώρια εξέλιξης, καθώς τα ανθρώπινα κύτταρα είναι πολύ πιο σύνθετα από ό,τι τα βακτηριακά.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature’s Scientific Reports.