Ημέρα: 11 Ιουλίου 2013

Ερευνητές στην Ολλανδία κατάφεραν για πρώτη φορά να απεικονίσουν την κβαντική υπόσταση των ηλεκτρονίων που περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου υδρογόνου -μια μελέτη που δεν είναι εντυπωσιακή μόνο λόγω του μεγέθους του ατόμου, αλλά και λόγω των φαινομενικά παράλογων περιορισμών που επιβάλλει η κβαντική μηχανική.
Η εξίσωση
Οι κβαντικές ιδιότητες των ηλεκτρονίων και άλλων σωματιδίων καθιστούν ουσιαστικά αδύνατο τον προσδιορισμό της ακριβής τους θέσης. Το μόνο που διαθέτουν οι φυσικοί για να μπορούν να εκτιμήσουν πού μπορεί να βρίσκεται ένα ηλεκτρόνιο είναι η λεγόμενη κυματοσυνάρτηση: μια εξίσωση που δίνει την πιθανότητα να βρίσκεται το ηλεκτρόνιο σε μια οποιαδήποτε συγκεκριμένη θέση. Ακόμα και η κυματοσυνάρτηση, όμως, είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια,  καθώς έχει την τάση να καταρρέει σε κάθε απόπειρα άμεσης παρατήρησης.
Η απεικόνιση
Τώρα, ερευνητές στο ολλανδικό Ίδρυμα Θεμελιώδους Έρευνας στην Ύλη αναφέρουν στην επιθεώρηση Physical Review Letters ότι κατάφεραν να απαθανατίσουν τις κυματοσυναρτήσεις των ηλεκτρονίων σε άτομα υδρογόνου.
H Δρ Ανέτα Στόντολνα και οι συνεργάτες της βομβάρδισαν με λέιζερ άτομα υδρογόνου έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να εκτιναχθούν μακριά, με ταχύτητες και οι κατευθύνσεις που εξαρτώνται από τις κυματοσυναρτήσεις τους. Αμέσως μετά, ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο ανάγκασε τα ηλεκτρόνια να πέσουν πάνω σε έναν επίπεδο ανιχνευτή. Το πείραμα είχε σχεδιαστεί έτσι ώστε οι θέσεις στις οποίες προσέκρουσαν τα ηλεκτρόνια να εξαρτώνται από τις από τις αρχικές τους ταχύτητες, οι οποίες με τη σειρά τους εξαρτώνταν από τις κυματοσυναρτήσεις.
Οι θέσεις στις οποίες έπεφταν τα ηλεκτρόνια καταγράφηκαν σε μια φθορίζουσα οθόνη και φωτογραφήθηκαν σε υψηλή ανάλυση. Οι εικόνες που προκύπτουν, διαστάσεων 4 επί 4 χιλιοστά, δείχνουν ότι η κατανομή των ηλεκτρονίων στον ανιχνευτή ταιριάζει με τις κυματοσυναρτήσεις στις οποίες υπάκουαν τα ηλεκτρόνια τη στιγμή που εκτινάχθηκαν έξω από τα άτομα υδρογόνου.
Η νέα μελέτη
Η μελέτη προσφέρει μια νέα τεχνική για την απεικόνιση της κυματοσυνάρτησης, σχολίασε στο δικτυακό τόπο του Science ο Τζεφ Λουντίν, φυσικός του Πανεπιστημίου της Οτάβα που έχει πραγματοποιήσει πειράματα στις κυματοσυναρτήσεις ενός άλλου σωματιδίου, του φωτονίου.
Επισημαίνει πάντως, ότι οι κυματοσυναρτήσεις των ηλεκτρονίων σε μεγαλύτερα άτομα θα μπορούσαν να διαφέρουν σημαντικά από τις παρατηρήσεις στο άτομο του υδρογόνου. Εφόσον αποδειχθεί ότι είναι εφαρμόσιμη και σε άλλα άτομα, η νέα τεχνική θα μπορούσε μάλιστα να βρει στο μέλλον πρακτικές εφαρμογές σε «μοριακά καλώδια» που θα επιτρέψουν την περαιτέρω σμίκρυνση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
Ακόμα κι αν δεν συμβεί αυτό, πάντως, το πορτρέτο της κυματοσυνάρτησης θα μπορούσε να βελτιώσει τις γνώσεις μας για την ατομική φυσική που βρίσκεται σε δράση στις χημικές αντιδράσεις και τη νανοτεχνολογία

Μπορεί να έχει εντοπιστεί το 95% των αστεροειδών που έχουν μέγεθος και τροχιά τέτοια που να αποτελούν εν δυνάμει κινδύνους για τη Γη αλλά η NASA δεν αισθάνεται… ασφαλής. Για αυτό τα στελέχη της ανακοίνωσαν ένα νέο πρόγραμμα εντοπισμού και αντιμετώπισης των απειλητικών διαστημικών αντικειμένων. 

Το πρόγραμμα ονομάζεται Asteroid Grand Challenge και η NASA ζητά την συμμετοχή και συνεργασία σε αυτό άλλων διαστημικών υπηρεσιών, διαφόρων επιστημονικών φορέων, του ιδιωτικού τομέα που δραστηριοποιείται στο Διάστημα αλλά και κάθε επιστήμονα ή ερασιτέχνη αστρονόμου που πιστεύει ότι έχει να συνεισφέρει κάτι σε αυτό το ζήτημα. Η NASA επιζητά όχι μόνο τον εντοπισμό όλων των απειλητικών αστεροειδών αλλά και προτάσεις για την αντιμετώπισή τους.

«Το πρόγραμμα επικεντρώνεται στον εντοπισμό και την κατηγοριοποίηση των αστεροειδών καθώς και στο να υπάρξουν νέες καινοτόμες προσεγγίσεις για την επίλυση του προβλήματος που είναι παγκόσμιο» ανέφερε στη διάρκεια της ανακοίνωσης του νέου προγράμματος η υποδιοικητής της NASA  Λόρι Γκάρβερ.

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=518454

Ολλανδός επιστήμονας διατυπώνει μια νέα θεωρία για την ύπαρξη της Σελήνης. Είναι ίσως η πλέον ανατρεπτική αλλά και αρκετά «προωθημένη» θεωρία από όσες έχουν διατυπωθεί μέχρι σήμερα για τη δημιουργία του φυσικού μας δορυφόρου. Ο Βιμ βαν Βέστρενεν, πλανητικός επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Αμστερνταμ, υποστηρίζει ότι η Σελήνη είναι προϊόν μιας σούπερ έκρηξης που σημειώθηκε στον πυρήνα της Γης. 

Η έκρηξη

Ο Βέστρενεν εκτιμά ότι η έκρηξη σημειώθηκε πριν από 4.5 δισ. έτη και είχε ισχύ ανάλογη με εκείνη 40 δισεκατομμυρίων ατομικών βομβών! Η σούπερ έκρηξη όπως είναι ευνόητο ουσιαστικά «διαμέλισε» τη Γη και ένα από τα κομμάτια του πλανήτη που εκτοξεύτηκαν στο Διάστημα μετατράπηκε τελικά σε φυσικό του δορυφόρο.

Η θεωρία του Βέστρενεν βασίζεται σε μια άλλη θεωρία που διατυπώθηκε πριν από περίπου 60 έτη και η οποία υποστηρίζει ότι στο κέντρο της Γης υπάρχει ένας τεράστιος πυρηνικός αντιδραστήρας. Σύμφωνα με τη νέα θεωρία αμέσως μετά τη δημιουργία της Γης ραδιενεργά στοιχεία όπως το πλουτώνιο και το ουράνιο συνέρρευσαν στον εξωτερικό πυρήνα του πλανήτη και μετασχηματίστηκαν σε μεγάλες υγρές δεξαμενές. Ολο αυτό το ραδιενεργό υλικό προκάλεσε μια αλυσιδωτή αντίδραση που οδήγησε σε μια τρομερή έκρηξη στο εσωτερικό του πλανήτη. «Μια πυρηνική έκρηξη είναι το μόνο πράγμα που μπορεί να εξηγήσει την ύπαρξη της Σελήνης» υποστηρίζει ο Βέστερνεν.

Οι θεωρίες

Η πρώτη δημοφιλής θεωρία για την ύπαρξη της Σελήνης διατυπώθηκε από τον Τζορτζ Ντάργουιν, υιό του Καρόλου Δαρβίνου. Ο βρετανός αστρονόμος είχε υποστηρίξει ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε από τη Γη, όταν ένα κομμάτι ύλης αποσπάστηκε από την περιοχή του ισημερινού του πλανήτη μας λόγω της φυγόκεντρης δύναμης. Η κρατούσα θεωρία πάντως αναφέρει ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε μετά από τη σύγκρουση της Γης με ένα γιγάντιο διαστημικό σώμα, πιθανώς με έναν πλανήτη στο μέγεθος του Αρη.

http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=520936