Οι πιό σημαντικές ειδήσεις του 2000

Από σελίδα του PhysicsWeb 21-Δεκεμβρίου-2000

Την χρονιά που μας πέρασε ήρθαν στο φως νέες ανακαλύψεις στον χώρο της Φυσικής και της Αστρονομίας, αρχίζοντας από την περιοχή των στοιχειωδών σωματιδίων έως την εξωγαλαξιακή περιοχή. Το PhysicsWeb επέλεξε και εμείς σας παρουσιάζουμε τις πιό σημαντικές ειδήσεις του χρόνου που μας πέρασε.
Είναι άξιο προσοχής πως μερικές από τις σπουδαίες αυτές ειδήσεις του 2000, η Σελίδα της Φυσικής, τις είχε παρουσιάσει κατά τη διάρκεια της χρονιάς που μας πέρασε.

1. Μια δραστήρια χρονιά στο CERN
2. Το τ-νετρίνο παίρνει την θέση του
3. Η γάτα του Schroedinger κάνει την εμφάνιση της
4. Δημιουργία lasers από πυρίτιο
5. Φως από laser τρέχει γρηγορώτερα από το φως
6. Νέα οργανικά υλικά
7. Αστροφυσικά γεγονότα
8. Κοντά στον κόσμο μας
9. Το υδρογόνο γίνεται υπερευστό
10. Διακυμάνσεις του έτους

1. Μιά δραστήρια χρονιά στο CERN

Οι ερευνητές στο CERN των στοιχειωδών σωματιδίων πιθανόν να θυμούνται το 2000 για πολλά γεγονότα.
Στο εργαστήριο το έτος αυτό, είχαμε τις πρώτες αποδείξεις για την ύλη στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος. Το πλάσμα των quark-γκλουονίων.

Το καλοκαίρι, επίσης στο CERN δημιουργήθηκε αντι-ύλη, συγκεκριμμένα αντιπρωτόνια, που μοιράστηκαν σε τρία πειράματα για να ανιχνεύσουν τη διαφορά μεταξύ ύλης και αντι-ύλης. Τα πειράματα αυτά μας βοήθησαν να κατανοήσουμε καλύτερα πως στο σύμπαν κυριαρχεί η ύλη, ενώ η ύλη και η αντι-ύλη υπήρχαν μαζί όταν άρχισε το Big Bang.

Το πραγματικό όμως δράμα έγινε το φθινόπωρο, όταν έκλεισε το LEP, πριν προλάβουν οι επιστήμονες να δημιουργήσουν αποδείξεις για το μποζόνιο Higgs - το σωματίδιο που δίνει μάζα σε άλλα σωματίδια. Στις 13 Δεκεμβρίου 2000, έκλεισε ένας κύκλος 11 ετών, με την αποσυναρμολόγηση του LEP.

Σχετικά άρθρα 1. Η τύχη του συγκρουστή Lep κρίνεται αυτές τις ημέρες   2. Τα μποζόνια Higgs στον ορίζοντα   3. Ετοιμάζουν παραγωγή αντι-ατόμων
4. Νέες ενδείξεις για την μονομέρεια-ασυμμετρία της Φύσης 5. Έρευνες για το σωματίδιο Higgs 6. Ανακαλύφθηκε η αιτία που όλα φτιάχθηκαν από ύλη κι όχι αντι-ύλη 7. Δημιουργώντας τη 'σούπα' του Big Bang. 8. Πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων: Η τέταρτη μορφή της ύλης.
9.Ο μεγαλύτερος συγκρουστής σωματιδίων του κόσμου δεν θα τρέξει ποτέ πιά 10. Συνθήκες για την παραγωγή αντιυδρογόνων 11. Το σωματίδιο Higgs 12. Ενα παράξενο 'πλάσμα' από quark.

CERN claims quark-gluon first
Antimatter factory opens at CERN
Higgs boson on the horizon
CERN chases the Higgs
End of the line for LEP

2. Το τ-νετρίνο παίρνει την θέση του

Αλλά οι σωματιδιακοί φυσικοί ήσαν απασχολημένοι και από την άλλη μεριά του Ατλαντικού. Ενα διεθνές team φυσικών στο Fermilab στις ΗΠΑ βρήκαν την πρώτη  κατευθείαν απόδειξη για το τ-νετρίνο – ο τελευταίος κρίκος των σωματιδίων του καθιερωμένου μοντέλου. Η ομάδα βρήκε τα ίχνη της υπογραφής του τ-νετρίνο τον Ιούλιο μετά από τρία χρόνια εργασιών στο DONUT – Direct Observation of the Nu Tau – πείραμα. Ολα τα 12 υλικά σωματίδια του καθιερωμένου προτύπου – τα έξι quarks, τρία λεπτόνια και τα τρία νετρίνα – έχουν τώρα ανιχνευτεί. Ενώ τον Ιούνιο πειράματα άρχισαν στον RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) στο Brookhaven National Laboratory, για να μελετήσουν τις ιδιότητες του πλάσματος quark-γκλουονίων με λεπτομέρεια.

Σχετικά άρθρα 1. Νέα ανακάλυψη νετρίνου ρίχνει φως στη δομή της ύλης 2.Ξεκίνησε ο νέος ανιχνευτής νετρίνων

Tau neutrino identified at last
RHIC makes its debut

3. Η γάτα του Schroedinger κάνει την εμφάνιση της

Η ικανότητα ενός σωματιδίου να είναι σε δύο μέρη στον ίδιο χρόνο είναι ένα από τα κεντρικά χαρακτηριστικά της κβαντικής θεωρίας -- που γιόρτασε τα 100 χρόνια της, το 2000. Μια από τις πιό εκπληκτικές συνέπειες της κβαντικής θεωρίας, που αρχικά διαμορφώθηκε από τον Erwin Schroedinger, είναι πως μια γάτα θα μπορούσε να είναι και τα δύο νεκρή και ζωντανή στον ίδιο χρόνο. Μια τέτοια γάτα λέγεται πως είναι σε μια κβαντική υπέρθεση ευκρινών μακροσκοπικών καταστάσεων. Αυτή τη χρονιά δύο ομάδες φυσικών δημιούργησαν μια τέτοια μακροσκοπική κατάσταση για πρώτη φορά. Και οι δύο ομάδες – μια στο κρατικό Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, και η άλλη στο Technical Πανεπιστήμιο στο Delft – ανέφεραν αποδείξεις για ρεύματα μικρο-Amper που έρεε μέσω ενός υπεραγωγού δακτυλίου σε αντίθετες κατευθύνσεις στον ίδιο χρόνο.

Schrφdinger's cat comes into view
New life for Schrφdinger's cat

4. Δημιουργία lasers από πυρίτιο

Τον Νοέμβριο, μια ομάδα Ιταλών φυσικών έκαναν ένα αποφασιστικό βήμα στην δημιουργία του πρώτου laser κατασκευασμένου από πυρίτιο. Οι ερευνητές παρατήρησαν οπτική ενίσχυση – την  προαπαιτούμενη συνθήκη για την δράση του laser  – σε μια συσκευή φτιαγμένη από 'nanocrystals' πυριτίου. Η ηλεκτρονική δομή των τμημάτων πυριτίου έκαναν αυτό το κομμάτι να έχει μια ικανοποιητική εκπομπή φωτός, άλλωστε τα ημιαγωγά lasers είναι φτιαγμένα από υλικά διαφορετικά από πυρίτιο. Πάντως, αυτό θα μειώσει αρκετά τη συμβατότητα τους με τα άλλα μικροηλεκτρονικά που βασίζονται στο πυρίτιο. Ενα laser πυριτίου θα φέρει επαναστατικές αλλαγές στις βιομηχανίες ημιαγωγών και τηλεπικοινωνιών.

Σχετικά άρθρα 1. Πρώτο φως από laser πυριτίου

First light on silicon laser

5. Φως από laser τρέχει γρηγορώτερα από το φως

Ο Lijun Wang και οι συνεργάτες του στο ερευνητικό Institute στο Princeton NEC έκαναν πρωτοσέλιδα σε όλο τον κόσμο αρχές του χρόνου όταν αυτοί μελέτησαν ένα παλμό laser που ταξίδευε περισσότερο από 300 φορές τη ταχύτητα του φωτός. Πάντως, το πείραμα δεν έσπασε κανένα νόμο της φυσικής. Ο Wang και οι συνεργάτες του κατεύθυναν τον παλμό του laser σε ένα μικρό κλειστό χώρο που  περιείχε αέριο καισίου που είχε προετοιμαστεί σε μια εξεζητημένη κατάσταση από δύο lasers και ένα μαγνητικό πεδίο. Στο φαινόμενο αυτό, η αρχή του παλμού του laser  'δανείστηκε' ενέργεια από το αέριο, η οποία "επεστράφη" από το υπόλοιπο μέρος του παλμού.

Σχετικά άρθρα 1. Η ταχύτητα του φωτός υπό αμφισβήτηση.

Laser smashes light-speed record
No thing goes faster than light

6. Νέα οργανικά υλικά

Το 2000 ήταν το έτος της προόδου για νέα οργανικά υλικά με χρήσιμες οπτικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες, που είναι πιό ευκολα και φθηνώτερα να κατασκευαστούν από τα παραδοσιακά ανόργανα υλικά. Το έτος έκλεισε με ξεκίνημα υποσχέσεων για μιά νέα εμφάνιση ημιαγωγών   κατασκευασμένων από  οργανικά υλικά στο Πανεπιστήμιο Princeton. Η οθόνη – κατασκευασμένη από λεπτές στρώσεις οργανικών υλικών που εκπέμπουν φως όταν εφαρμόζεται μια τάση – είναι φθηνή, επίπεδη, υψηλής ποιοότητας και αποτελεσματική.

Ενώ ένα team από τα εργαστήρια Bell δημιούργησαν ένα laser βασισμένο σε ένα κρύσταλλο   τετρακενίου (tetracene), ένα οργανικό υλικό που περιέχει τέσσερις συνδεδεμένους βενζοϊκούς δακτυλίους. Η συσκευή που παρουσιάστηκε είχε μεγάλη επιτυχία γιατί για πρώτη φορά ένα οργανικό laser είχε "οδηγηθεί"  από ένα ηλεκτρικό ρεύμα – μιά προαπαιτούμενη συνθήκη για κάθε πρακτικό laser – παρά από φως ενός άλλου laser.

Μετά από ένα μήνα, η ίδια ομάδα κατάφεραν υπεραγωγιμότητα σε κρυστάλλους από τετρακένιο (tetracene) και δύο άλλα σχετικά "acene" υλικά.

Σχετικά άρθρα 1. Ηλεκτρονικά πλαστικά

Organic laser breakthrough
Organic superconductivity
New light on organic LEDs

7. Αστροφυσικά γεγονότα

Το πεδίο της Αστροφυσικής και της κοσμολογίας είχε μια χρονιά γεμάτη από γεγονότα, με μεγάλες ανακαλύψεις για τις μαύρες τρύπες και τη δομή του σύμπαντος.

Το Φεβρουάριο, φυσικοί στο εργαστήριο του Gran Sasso με αμφισβητήσεις, ισχυρίστηκαν πως έχουν βρεί απόδειξη για τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης γνωστά σαν WIMPs – weakly interacting massive particles (μαζώδη σωματίδια ασθενών αλληλεπιδράσεων). Οι ισχυρισμοί ισχυρώς αμφισβητήθηκαν από ένα αντίζηλο πείραμα στις ΗΠΑ.

Αργότερα στο ίδιο έτος δύο διεθνείς ομάδες – Boomerang και Maxima – με αναφορά τους συμπέραναν πως υπάρχει η απόδειξη πως το σύμπαν είναι "επίπεδο" – και ότι αυτό, το σύμπαν περιέχει μόλις αρκετή ύλη και ενέργεια για να διαστέλεται  επ' αόριστα δίχως να καταρεύσει πίσω στον εαυτό του. Η απόδειξη ήλθε από προσεκτικές μετρήσεις της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας  υποβάθρου που είναι το υπόλειμμα του Big Bang.

Τον Σεπτέμβριο αστρονόμοι στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Los Angeles βρήκαν αποδείξεις πως μια πολύ γνωστή ραδιο-πηγή – Sagittarius A* - είναι πραγματικά η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας. Σύντομα μετά, μιά διεθνής ομάδα αστροφυσικών ανίχνευσε μια μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα, που αναπαριστά τον χαμένο κρίκο μεταξύ των ήδη γνωστών υπερμεγέθων μαύρων οπών και εκείνων που έχουν μάζα λίγες φορές περισσότερη από τον δικό μας Ηλιο.

Σχετικά άρθρα 1. Ερευνώντας την χαμένη μάζα του Σύμπαντος- Το πείραμα της ομάδας του Αστεροσκοπείου της Χαβάης2. Επιβεβαιώθηκε ότι το Σύμπαν είναι επίπεδο 3. Ενα ταξίδι στο γαλαξιακό πυρήνα Sgr A* του Milky Way 4.Αντι-βαρύτητα: η σκοτεινή ενέργεια του κόσμου 5. Επιστήμονες βλέπουν στην καρδιά του Γαλαξία μας γιγαντιαία μαύρη τρύπα 6. Αστρονόμοι λένε πως έχουν ανακαλύψει ένα νέο τύπο μαύρης τρύπας - μεσαίου μεγέθους. 7. Υπάρχουν τελικά τα WIMP's

Dark matter claim meets resistance
The universe is flat - official
Milky Way's central black hole located
Astronomers find middleweight black hole

8. Κοντά στον κόσμο μας

Κοντά στη γειτονιά μας,, οι αστρονόμοι έκαναν μερικές συναρπαστικές ανακαλύψεις για το ηλιακό σύστημά μας.  Το διαστημικό σκάφος Γαλιλαίος βρήκε τα πειστικά στοιχεία ότι η Ευρώπη, ένα από τα φεγγάρια του Δία, έχει ωκεανούς υγρού ύδατος κάτω από την παγωμένη κρούστα της. Και σύμφωνα με τους αστρονόμους στο Northern Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας, έχει ένα σύστημα νεφών παρόμοιο με τον καιρό στη Γη.
Ο δορυφόρος Ulysses για τον ηλιακό έλεγχο συγκέντρωσε πολύτιμα στοιχεία κατά τη διάρκεια της δεύτερης τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο αυτό το έτος, κατά τη διάρκεια ενός μεγίστου στον ενδεκαετή κύκλο δραστηριότητάς του.
Και αυτόν το μήνα (Δεκέμβριος 2000) οι αστρονόμοι παρουσίασαν τις νέες εικόνες των ιζηματωδών βράχων στον Άρη, οι οποίοι βράχοι έντονα μας λένε ότι η επιφάνεια του πλανήτη σημαδεύτηκε κάποτε με λίμνες. Ακριβώς αυτή η εβδομάδα (20 Δεκεμβρίου), Αμερικανικοί επιστήμονες παρουσίασε τα στοιχεία του μαγνητίτη, των κρυστάλλων στον Άρη που είναι πρωταρχικά παρόμοια με εκείνους που παράγονται από τα μικροσκοπικά βακτηρίδια στη γη

Αστρονόμοι έχουν βρεί πολλούς πλανήτες έξω από το ηλιακό σύστημά μας τα τελευταία χρόνια – η αρίθμηση βρίσκεται πιό πάνω από 50 – αλλά τον Οκτώβριο του 2000 μια διεθνής ομάδα ανήγγειλε την ανακάλυψη ακόμη 18 πλανητοειδών -ομοειδών αντικειμένων που φαίνονται να πλέουν στο διάστημα παρά να είναι σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι.
Τα αντικείμενα αυτά εμφανίζονται να έρχονται σε αντίθεση με την τρέχουσα θεωρία του πλανητικού σχηματισμού βασισμένη στη βαρυτική επιρροή ενός γονέα αστεριού, όπως ο Ήλιος μας.

Σχετικά άρθρα 1. Ενδείξεις για βακτήρια σε μετεωρίτη από τον Αρη 2. Άνθρακες τελικά ο θησαυρός στην επιφάνεια του πλανήτη Άρη; 3. Περιπλανώμενος, μόνος, σαν πλανήτης 4. Νέα στοιχεία για ύπαρξη νερού σε ένα από τα φεγγάρια του Δία 5. Ανακαλύφθηκε τεράστιος κρατήρας στο δορυφόρο του Δία, Ευρώπη 6. Νερό μπορεί να κυλάει στην επιφάνεια του Άρη. 7. Ενδείξεις για νερό στον Άρη;

Europa: water, water everywhere
Clouds gather on Titan
Ulysses probes the solar maximum
Martian sedimentary rocks suggest a watery past
'Floating planets' challenge theorists

9. Το υδρογόνο γίνεται υπερρευστό

Ενώ πολλά υλικά χάνουν την ηλεκτρική τους αντίσταση και γίνονται υπεραγωγοί σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες, ως τις αρχές του χρόνου αυτού ξέραμε δύο υλικά που χάνουν όλο το ιξώδες τους και γίνονται υπερρευστά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τώρα αυτά τα δύο υλικά  – helium-3 και helium-4 – έχουν ένα άλλο μέλος στην οικογένεια τους , το υδρογόνο. Οι Φυσικοί στο Ινστιτούτο Max Planck στο Gottingen και η Russian Academy των Επιστημών έκαναν γνωστό πως συστάδες που περιέχουν 15 ή περίπου τόσα μόρια παρα-υδρογόνου– μόρια υδρογόνου στα οποία τα spins των δύο πρωτονίων κατευθύνονται αντίθετα – γίνονται υπερευστά σε θερμοκρασίες μεταξύ 0.38 και 0.15 kelvin. Πάντως, Αλλά τα αποτελέσματα για τις σταγόνες φαίνεται να μας δίνουν ένα νέο υπερρευστό που υποτίθεται ότι διαφέρει σημαντικά από τα υγρά ήλια με τα οποία οι φυσικοί χαμηλών θερμοκρασιών είναι αρκετά εξοικειωμένοι.

Σχετικά άρθρα 1. Το υγρό υδρογόνο γίνεται υπερρευστό

Liquid hydrogen turns superfluid

10. Διακυμάνσεις του έτους

Δονήσεις – μεγάλες και μικρές – συνδέουν τρείς διαφορετικές ανακαλύψεις στη Φυσική φέτος.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Los Angeles προσδιόρισαν εκείνες τις υπόγειες γεωλογικές δομές που μπορούν να ενεργήσουν ως ακουστικοί "φακοί".
Το Σεπτέμβριο του 2000 ανέφεραν ότι ένας τέτοιος φακός έστρεψε τις δονήσεις από έναν σεισμό σε μια θέση 21 χλμ από το επίκεντρο – με συνέπεια ένα πολύ πιό υψηλό επίπεδο δόνησης και καταστροφής που βιώνεται συνήθως σε τέτοιες αποστάσεις.

Επίσης το Σεπτέμβριο, οι Φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Hong Kong  των Επιστημών και της Τεχνολογίας κατασκεύασαν "ηχητικούς κρυστάλλους" λίγων εκατοστών  ακριβώς στο μέγεθος που μπορεί να μπλοκάρει τον καθημερινό θόρυβο. Η δομή των κρυστάλλων επιτρέπει σε αυτούς να απορροφήσουν τους ήχους που κανονικά θα απαιτούσαν μια πολύ παχύτερη ακουστική ασπίδα για να τα σταματήσει.

Και τελικά ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Twente στις Κάτω Χώρες (Netherlands) καθόρισε ότι η αποκαλούμενη snapping γαρίδα ζαλίζει και σκοτώνει το θήραμά της χρησιμοποιώντας τις δονήσεις που προκαλούνται από σπηλαιώδεις ή καταρρέουσες όπως ονομάζονται φυσαλίδες. Η δημιουργία κοιλότητας είναι καλύτερα γνωστή για την πρόκληση ζημιάς στα σκάφη, αλλά οι γαρίδες δημιουργούν φυσαλίδες μεταξύ των νυχιών τους για να στείλουν έτσι στα θύματα τους, κύματα κλονισμού προκειμένου να τα ζαλίσουν.

Bad vibrations from acoustic lenses
Sonic crystals make the sound barrier
The bubble bursts for shrimps

Το σπουδαίο επιστημονικό περιοδικό Science στα κορυφαία δέκα γεγονότα του 2000, συμπεριέλαβε τέσσερις επιτυχίες από την πιό πάνω λίστα: μακροσκοπικές κβαντικές υπερθέσεις, πλαστικά ηλεκτρονικά, πιθανή πρόσφατη ροή νερού στον Αρη, και το πείραμα Boomerang για την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου.

Home