Το πρώτο βήμα για να
καταλάβουμε πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν έγινε
πριν από λίγες μέρες σε εργαστήριο Ελληνα
καθηγητή στο Λονδίνο. Ο δρ Μιχάλης Ταταράκης και
οι συνεργάτες του κατάφεραν να δημιουργήσουν το
μεγαλύτερο μαγνητικό πεδίο στη Γη με τη βοήθεια
των λέιζερ, ενώ τα αποτελέσματα των πειραμάτων
δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο διεθνές περιοδικό
της επιστήμης «Nature».
Η δημιουργία αυτών των τόσο
ισχυρών μαγνητικών πεδίων στο εργαστήριο είναι
πολύ σημαντική, γιατί πλησιάζουν τα μαγνητικά
πεδία που παρατηρούνται στο Διάστημα και πιο
συγκεκριμένα στους αστέρες νετρονίων και στους
λευκούς νάνους, που είναι τα απομεινάρια της ζωής
των ήλιων.
Η δημιουργία ισχυρών μαγνητικών πεδίων είναι
σημαντική για δύο λόγους. Ο πρώτος είναι ότι για
να καταλάβουμε την ύπαρξή μας πρέπει να
καταλάβουμε πώς δημιουργήθηκε το Σύμπαν. Στο
Σύμπαν έχουμε ήλιους, όπως ο δικός μας. Θα
μπορέσουμε λοιπόν να καταλάβουμε πώς
δημιουργήθηκαν. Ο δεύτερος λόγος είναι ότι τα
παραπάνω ισχυρά μαγνητικά πεδία είναι πολύ
σημαντικά για τη δημιουργία κατευθυντικών
δεσμών ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, που έχουν
εφαρμογή σε πολλούς κλάδους της επιστήμης και
της τεχνολογίας.
Στόχος είναι να φτιαχτούν στο εργαστήριο οι
κατάλληλες συνθήκες για να γίνει εξομοίωση της
δημιουργίας και της λειτουργίας των ουράνιων
αυτών σωμάτων. Μέχρι στιγμής αυτό δεν ήταν εφικτό
να γίνει, διότι δεν είχαμε τόσο ισχυρά μαγνητικά
πεδία. Μετά τα πειράματα του δρος Ταταράκη
ανοίγει ο δρόμος μέσα σε ένα-δύο χρόνια από
σήμερα για να καταλάβουμε όλες αυτές τις
διαδικασίες.
Η ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη των λέιζερ τα
τελευταία 10-15 χρόνια έχει αποτέλεσμα τη δραστική
αύξηση της ισχύος τους, που σε ορισμένες
περιπτώσεις μπορεί να ξεπεράσει τα 100
τρισεκατομμύρια Watt. Η ισχύς αυτή είναι ισοδύναμη
με την ισχύ της ακτινοβολίας που εκπέμπουν
περίπου 1.000 δισεκατομμύρια κοινές λάμπες
φωτισμού.
Η χρονική διάρκεια αυτών των δεσμών φωτός είναι
μικρότερη του ενός τρισεκατομμυριοστού του
δευτερολέπτου. Η ύλη, υπό την επίδραση
ακτινοβολίας υψηλής έντασης, μπορεί να ιονιστεί
και μετατρέπεται σε ένα μίγμα φορτισμένων
σωματιδίων (ιόντων και ηλεκτρονίων).
Μετατρέπεται δηλαδή στην τέταρτη κατάστασή της,
αυτή που στη Φυσική ονομάζουμε «πλάσμα» (οι άλλες
τρεις είναι η στερεά, η υγρή και η αέρια).
Ενα τέτοιο πολύ ισχυρό λέιζερ με την ονομασία
«Ηφαιστος» (Vulcan) χρησιμοποίησαν ο δρ Μιχάλης
Ταταράκης από το Imperial College του Λονδίνου και οι
συνεργάτες του για να δημιουργήσουν το
ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο στη Γη μέχρι σήμερα.
Οπως είπε στην «Ε» ο δρ Ταταράκης, ανέπτυξε στο
εργαστήριό του (Appleton Rutherford Laboratory) μια μέθοδο για
τη μέτρηση των μαγνητικών πεδίων, η οποία
βασίζεται στις αλλαγές ιδιοτήτων πόλωσης των
ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων όταν αυτά διαδίδονται
μέσα από το μαγνητικό πεδίο του πλάσματος. «Πιο
συγκεκριμένα, κατά την αλληλεπίδραση του λέιζερ
στο στόχο παράγονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα με
τις ίδιες ιδιότητες πόλωσης όπως της
ακτινοβολίας λέιζερ, αλλά με πολλαπλάσιες
συχνότητες. Αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα
ονομάζονται "αρμονικές". Με τη μέθοδο αυτή,
παρατηρώντας δηλαδή τη διάδοση των αρμονικών και
εξετάζοντας τις αλλαγές στις ιδιότητες πόλωσης,
μετρήσαμε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται
κατά την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας του
λέιζερ με το στέρεο στόχο».
Το αποτέλεσμα των πειραμάτων ήταν να αναφερθούν
μαγνητικά πεδία που η έντασή τους είναι
μεγαλύτερη από 34.000 Tesla και μικρότερη από 46.000 Tesla
σε εντάσεις λέιζερ περίπου 1020 Watt/cm2. Για να
καταλάβουμε πόσο ισχυρό είναι το παραπάνω
μαγνητικό πεδίο, αρκεί να αναφέρουμε ότι είναι
ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερο από το
μαγνητικό πεδίο της Γης και ένα εκατομμύριο
φορές μεγαλύτερο από αυτό ενός κοινού
σιδηρομαγνήτη.
«Είναι η πρώτη φορά που τόσο ισχυρά μαγνητικά
πεδία δημιουργούνται από τον άνθρωπο στη Γη»
τόνισε ο δρ Ταταράκης και πρόσθεσε: «Στο άμεσο
μέλλον η ένταση ακτινοβολίας του παραπάνω λέιζερ
θα αυξηθεί κατά περίπου 10 φορές και αναμένεται
ότι η ένταση του δημιουργούμενου μαγνητικού
πεδίου θα ξεπεράσει τα 100.000 Tesla». |
