|
|
|
Οι 10 σημαντικότερες ειδήσεις από το χώρο της φυσικής κατά το 2005, σύμφωνα με το PhysicsWebΠηγή: PhysicsWeb, Δεκέμβριος 2005 |
|
Η χρονιά που τελειώνει χαρακτηρίστηκε ως Διεθνές Έτος Φυσικής και συγχρόνως οι φυσικοί ανά τον κόσμο εόρτασαν την εκατονταετία από τις ιστορικές δημοσιεύσεις του Einstein για την σχετικότητα, την κίνηση Brown και την κβαντική φύση του φωτός. Τη χρονιά αυτή είδαμε μια μεγάλη γκάμα γεγονότων, συνεδρίων και εκθέσεων να αφιερώνονται αφ' ενός στον κορυφαίο φυσικό όλων των εποχών και αφ' ετέρου να προσπαθούν να προσελκύσουν τον κόσμο στη φυσική. Ήταν όμως το 2005 ένα έτος θαυμάτων για τη σύγχρονη φυσική; Πιθανόν είναι πολύ νωρίς για να δώσουμε μια οριστική απάντηση, αλλά καθώς το έτος τελειώνει φαίνεται πως η πιο πιθανή απάντηση είναι ΟΧΙ.
1. Ιανουάριος: Το λέιζερ αποκλειστικά από πυρίτιο κάνει την εμφάνισή του Η χρονιά άρχισε καλά για τους φυσικούς της στερεάς κατάστασης όταν οι ερευνητές στην Intel ανήγγειλαν ότι είχαν κατασκευάσει το πρώτο λέιζερ αποκλειστικά από πυρίτιο. Το λέιζερ κατασκευάστηκε με χρήση των καθιερωμένων τεχνικών της επεξεργασίας των ημιαγωγών και αναγγέλθηκε ως ένα ακόμα βήμα προς τα φτηνά, υψηλής ταχύτητας οπτικά κυκλώματα. Η ολοκλήρωση λέιζερ και ηλεκτρονικών εξαρτημάτων πάνω στο ίδιο τσιπ πυριτίου είναι ένα από τα άγια δισκοπότηρα της μικροηλεκτρονικής. Οι περισσότερες όμως από τις υπάρχουσες οπτικές συσκευές, όπως π.χ. τα λέιζερ μέσα στα DVD players χρησιμοποιούν περίπλοκα και ακριβά ημιαγωγά στοιχεία όπως το αρσενικώδες γάλλιο ή το φωσφίδιο του ινδίου. 2. Φεβρουάριος: Ο Κρόνος και ο Τιτάνας αποκαλύπτουν τα μυστικά τους Τον Φεβρουάριο είδαμε τη πρώτη ροή δεδομένων να φτάνει από την αποστολή Cassini--Huygens στον Κρόνο. Το μητρικό σκάφος Cassini είχε ξεκινήσει την περιφορά του γύρω από τον Κρόνο τον Ιούνιο του 2004 και οκτώ νέες εργασίες με βάση την αποστολή αυτή έδωσαν ενδείξεις για νέους δορυφόρους και δομές των δακτυλίων του. Αργότερα, μέσα στη χρονιά, ο διερευνητής Huygens της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Διαστήματος, ο οποίος προσεδαφίστηκε τον Ιανουάριο στον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου, τον Τιτάνα, αποκάλυψε νέες ενδιαφέρουσες πληροφορίες για την πλούσια σε άζωτο ατμόσφαιρα του Τιτάνα. 3. Μάρτιος: Ένας μύθος έφυγε από τη ζωή Ο Μάρτιος ήταν ένας λυπηρός μήνας για τους φυσικούς όταν ο Hans Bethe -- ένας από τους γίγαντες της φυσικής του 20ου αιώνα -- πέθανε στις 6 Μαρτίου. Ο Bethe είχε τιμηθεί με το βραβείο Νόμπελ της φυσικής το 1967 για τη θεωρία του των πυρηνικών αντιδράσεων στο εσωτερικό των άστρων και ήταν ένας από τους ανθρώπους κλειδιά στο Αμερικανικό πρόγραμμα Manhattan για την κατασκευή της ατομικής βόμβας στον 20 Παγκόσμιο Πόλεμο. Τη χρονιά αυτή πέθανε επίσης ο Joseph Rotblat, ο οποίος ήταν ο μόνος φυσικός που παραιτήθηκε από το πρόγραμμα Manhattan και ο οποίος αργότερα δούλεψε για ένα κόσμο χωρίς πυρηνικά όπλα και ήταν ιδρυτής και γενικός γραμματέας της ειρηνιστικής κίνησης Pugwash. Ο Rotblat και η κίνηση Pugwash μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ για την ειρήνη του1995. Άλλοι θάνατοι της χρονιάς αυτής ήταν του Philip Morrison, του Jack Kilby, του Hermann Bondi και του John Bahcall. 4. Απρίλιος: Ο αρνητικός δείκτης διάθλασης γίνεται ορατός και στο οπτικό φάσμα Φυσικοί στο πανεπιστήμιο Purdue στις ΗΠΑ ανήγγειλαν τον Απρίλιο ότι είχαν καταδείξει "την αρνητική διάθλαση" για πρώτη φορά και στα οπτικά μήκη κύματος. Οι ερευνητές πέτυχαν αυτό το αποτέλεσμα με ένα υλικό αποτελούμενο από μια διάταξη ζευγών παράλληλων νανοράβδων, και είπαν ότι η δομή αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε οπτικούς υπέρ-φακούς που δεν θα κάνουν και ανάκλαση του φωτός και θα εμφανίζουν διακριτική ικανότητα μικρότερη από το μήκος κύματος του χρησιμοποιούμενου φωτός. Η αρνητική διάθλαση συνέχισε να είναι ένα καυτό θέμα και τη χρονιά αυτή, καθώς εμφανίστηκαν και άλλες εργασίες που πρότειναν οπτικούς υπέρ φακούς κατασκευασμένους από λεπτό στρώμα αργύρου, ενώ ανακαλύφθηκε και ένας νέος τύπος υλικού με αρνητικό δείκτη διάθλασης από στρώματα λεπτών φιλμς υπεραγωγών και σιδηρομαγνητών. Τον Απρίλιο είδαμε επίσης και μια μάλλον υποτιμημένη είδηση από
ερευνητές του Αμερικανικού εργαστηρίου Brookhaven ότι είχαν βρει ισχυρές
ενδείξεις για παρατήρηση "πλάσματος κουάρκ και γκλουονίων" - την
κατάσταση της ύλης που πιστεύουμε ότι υπήρξε κατά το πρώτο
εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά το Big Bang. Οι ερευνητές
σταμάτησαν σύντομα να λένε ότι είχαν πραγματικά ανακαλύψει την φευγαλέα
αυτή κατάσταση της ύλης που αποτελείται από κουάρκς, αντικουάρκς και
γκλουόνια. Αλλά είπαν ότι μάλλον είχαν ενδείξεις που έλεγαν ότι το
πλάσμα κουάρκς-γκλουονίων συμπεριφέρεται περισσότερο ως υγρό παρά ως
αέριο όπως πιστεύαμε προηγούμενα. 5. Μάιος: Οι φυσικοί των σωματιδίων ανακαλύπτουν νέο μεσόνιο Ενώ συνεχίζεται η κατασκευή του Μεγάλου Συγκρουστή Αδρονίων στο CERN στη Γενεύη, πέρασε μια ήσυχη χρονιά για το μεγαλύτερο μέρος της σωματιδιακής φυσικής. Το Μάιο όμως τα μέλη της συνεργασίας Belle στο εργαστήριο KEK της Ιαπωνίας ανακάλυψαν το πρώτο "υβριδικό μεσόνιο". Το σωματίδιο αυτό που είχε προβλεφτεί εδώ και 25 χρόνια, εμφανίζεται να περιέχει ένα γκλουόνιο επιπλέον από το κουάρκ και αντικουάρκ που συνήθως βρίσκουμε στα μεσόνια. Το νέο μεσόνιο, το οποίο διασπάται προς δύο πολύ γνωστά σωμάτια που είναι το Ωμέγα και το J/psi σωμάτιο, προστίθεται στην αλυσίδα των άλλων αδρονίων με τις μυστηριώδεις ιδιότητες που έχουν εμφανιστεί στο ΚΕΚ και τα άλλα εργαστήρια κατά το τελευταίο χρονικό διάστημα. Το 2005 όμως γράφτηκε και το τελευταίο κεφάλαιο στην ιστορία του λεγόμενου "πεντακουάρκ". Αποκλειστικές έρευνες στο εργαστήριο Jefferson των ΗΠΑ, απέκλεισαν την ύπαρξη της κατάστασης με τα πέντε κουάρκς η οποία είχε βασανίσει τους πειραματικούς από το 2003. 6. Ιούνιος: Η Ευρώπη κερδίζει το έπαθλο από την Ιαπωνία στον αγώνα για τη σύντηξη Μετά από μακρές και μάλλον σκοτεινές διαβουλεύσεις, αναγγέλθηκε τελικά τον Ιούνιο ότι η Γαλλία κέρδισε το έπαθλο να φιλοξενήσει στο έδαφός της τον Διεθνή Θερμοπυρηνικό Πειραματικό Αντιδραστήρα (ΙΤΕR), αξίας 10 δισ. Euro. Η απόφαση να χτιστεί ο αντιδραστήρας στο Cadarache στη Νότια Γαλλία, ήρθε μετά από 18άμηνη μάχη μεταξύ της Ευρωπαϊκής Ένωσης και της Ιαπωνίας. Δύο από τους έξι συνεταίρους του προγράμματος - η Ρωσία και η Κίνα - υποστήριξαν την Ευρωπαϊκή Ένωση ενώ η Νότια Κορέα και οι ΗΠΑ υποστήριξαν την υποψηφιότητα της Ιαπωνίας. Σαν αντίβαρο στην τελική επιλογή, η Ιαπωνία θα διορίσει ως διευθυντή τον Kaname Ikeda. Θα πάρει επίσης περισσότερες αναθέσεις έργου όταν αρχίσει η κατασκευή, απ' όσες της αναλογούν ως χώρα. Ο ITER θα είναι το επόμενο βήμα πριν από την κατασκευή ενός πρωτότυπου εμπορικού αντιδραστήρα του DEMO και θα είναι έτοιμος το 2016. 7. Ιούλιος: Κβαντική ώθηση για τα οπτικά ρολόγια Τη χρονιά αυτή οι φυσικοί γιόρτασαν το χρυσό Ιωβηλαίο των ατομικών ρολογιών, τα οποία επινοήθηκαν στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής του Ηνωμένου Βασιλείου το 1955. Τα ατομικά ρολόγια στηρίζονται στις εκπομπές μικροκυμάτων κατά τις μεταβάσεις μεταξύ των ενεργειακών σταθμών των ατόμων κεσίου, αλλά μια νέα γενιά συσκευών βασισμένη σε πολύ ταχύτερες οπτικές μεταβάσεις θα ήταν και πιο ακριβής. Τον Περασμένο Ιούλιο έγινε πρόοδος στα οπτικά αυτά ρολόγια, όταν φυσικοί του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) των ΗΠΑ, επέδειξε ένα νέο τύπο φασματοσκοπίας λέιζερ που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ακόμη πιο ακριβείς συσκευές. Τέτοια ρολόγια θα μπορούσαν να μας οδηγήσουν σ' ένα νέο ορισμό του δευτερολέπτου και θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να ελέγξουμε αν οι θεμελιώδεις φυσικές σταθερές είναι πράγματι σταθερές. 8. Αύγουστος: Ίνες ελέγχουν την ταχύτητα του φωτός Η δουλειά πάνω στο "αργό φως' οδήγησε σε μια πληθώρα εργασιών, ανάμεσα στις οποίες περιλαμβάνεται η επίδειξη από φυσικούς στην Ελβετία του γεγονότος ότι η ταχύτητα ενός φωτεινού παλμού μπορεί να ελαττωθεί μέσα σε μια οπτική ίνα συνήθους τεχνολογίας. Κατά την περασμένη δεκαετία οι φυσικοί χρησιμοποίησαν εξωτικά μέσα όπως υπέρ ψυχρά ατομικά αέρια και διάφορους κρυστάλλους για να επιβραδύνουν ή να επιταχύνουν το φως. Αν και μερικές από τις τεχνικές αυτές δουλεύουν σε θερμοκρασία δωματίου, δεν έχουν ποτέ γίνει κατάλληλες προς χρήση σε δίκτυα οπτικών ινών. Το τωρινό αποτέλεσμα θα μπορούσε λοιπόν να βρει πρακτικές εφαρμογές σε γραμμές οπτικών ινών για καθυστέρηση του σήματος, σε οπτικές μνήμες και τελικά στην ανάπτυξη ενός αποκλειστικά οπτικού διανεμητή που θα επιταχύνει τη ροή δεδομένων στο Ίντερνετ. Αργότερα στο 2005, η ΙΒΜ έφτιαξε ένα τσιπ πυριτίου που συνδυάζει τους μικροσκοπικούς θερμαντές και τους φωτονικούς κρυστάλλους για να ελέγχουν την ταχύτητα των φωτεινών παλμών. Ο κυματοδηγός από πυρίτιο ελαττώνει την ομαδική ταχύτητα του παλμού φωτός κατά ένα παράγοντα 300. 9. Σεπτέμβριος: ένας κομήτης αποκαλύπτει τα μυστικά του Ήταν ένας καλός μήνας για τους αστρονόμους όταν έφτασαν τα πρώτα αποτελέσματα από την αποστολή Deep Impact στον κομήτη Tempel 1. Ο διερευνητής της NASA -- με μέγεθος σχεδόν ενός πλυντηρίου ρούχων -- συγκρούστηκε με τον κομήτη στις 4 Ιουλίου αφού αποκολλήθηκε από το μητρικό σκάφος μερικές ώρες πριν. Τα δεδομένα έδειξαν ότι σύννεφα σκόνης και πάγου εκτινάχτηκαν από το σημείο της σύγκρουσης. Η σύγκρουση σχεδιάστηκε για προκαλέσει ανατάραξη στα υλικά εντός του κομήτη τα οποία στη συνέχεια θα αναλύονταν από τα όργανα του σκάφους που βρισκόταν σε κοντινή τροχιά όπως και από διάφορα επίγεια και διαστημικά παρατηρητήρια. 10. Οκτώβριος: Μια νέα ματιά στο φαινόμενο Hall Ο Οκτώβριος βρήκε τους φυσικούς στη Γαλλία να παρατηρούν το φαινόμενο Hall με φωνόνια - δηλαδή με ταλαντώσεις του κρυσταλλικού πλέγματος -- για πρώτη φορά. Το κλασσικό φαινόμενο Ηall συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει σ' έναν αγωγό που βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο. Αν το ρεύμα και το μαγνητικό πεδίο είναι κάθετα μεταξύ τους, τα ηλεκτρόνια αποκλίνουν προς τη μια πλευρά και ένα δυναμικό Hall δημιουργείται σε μια κατεύθυνση που είναι κάθετη τόσο στο ρεύμα όσο και στο μαγνητικό πεδίο. Υποθέταμε ότι το φαινόμενο Hall δεν μπορούσε να συμβεί με φωνόνια γιατί αυτά δεν έχουν φορτίο. Μια ομάδα όμως στο Εργαστήριο Υψηλών Μαγνητικών Πεδίων στη Grenoble, απέδειξε το αντίθετο. Όταν ένα θερμικό ρεύμα περνάει προς μια κατεύθυνση σ' ένα κρύσταλλο με τέρβιο και γάλλιο και ένα μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται σε ορθή γωνία προς το ρεύμα, το φαινόμενο Hall παρατηρείται ως θερμοκρασιακή διαφορά σε διεύθυνση κάθετη προς τις δύο προηγούμενες. 11. Νοέμβριος: Τα ηλεκτρόνια χάνουν τη μάζα τους μέσα σε φύλα άνθρακα Μια εξωτική συμπεριφορά ανακαλύφθηκε σε 2-διάστατα φύλα ατόμων άνθρακα από δύο ομάδες φυσικών στο Ηνωμένο Βασίλειο, τη Ρωσία και και την Ολλανδία, το Νοέμβριο. Οι ερευνητές βρήκαν ότι τα ηλεκτρόνια σε "γραφένιο" συμπεριφέρονται όπως τα σχετικιστικά σωματίδια που δεν έχουν μάζα ηρεμίας και κινούνται με ταχύτητα 106 m/s. Αν και αυτή η ταχύτητα είναι μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός στο κενό κατά ένα παράγοντα 300, είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα των ηλεκτρονίων στους συνήθεις αγωγούς. Και οι δύο ομάδες παρατήρησαν επίσης ένα νέο "ημιακέραιο" κβαντικό φαινόμενο Hall το οποίο είναι το σχετικιστικό ανάλογο του συμβατικού ακέραιου κβαντικού φαινομένου Hall που παρατηρείται σε ελεύθερα ηλεκτρόνια εντός συστημάτων ημιαγωγών. 12. Δεκέμβριος: Ο εναγκαλισμός (Entanglement) φτάνει σε νέα επίπεδα Η δουλειά πάνω στο φαινόμενο του εναγκαλισμού ή διεμπλοκής όπως
λέγεται, ισχυροποιείται όλο και περισσότερο το 2005, καθώς οι φυσικοί
κατάφεραν να συσχετίσουν το μεγαλύτερο αριθμό σωματιδίων μέχρι σήμερα.
Δύο ανταγωνιστικές ομάδες, μια από το Εθνικό Εργαστήριο Προτύπων και
Τεχνολογίας στις ΗΠΑ και η άλλη από το πανεπιστήμιο του Innsbruck στην
Αυστρία, συσχέτισε με διεμπλοκή οκτώ ιόντα ασβεστίου. Το αποτέλεσμα αυτό
ήταν το τελευταίο βήμα στον μακρύ δρόμο προς τον κβαντικό υπολογιστή.
Μέσα στον ίδιο μήνα, οι φυσικοί έκαναν ένα ακόμα βήμα προς το στόχο
αυτόν με τη δημιουργία μιας παγίδας ιόντων πάνω σ' ένα τσιπ πυριτίου. Και τέλος: Η Φυσική του Παντός Το 2005 είδαμε ένα σταθερό ρεύμα εργασιών σε κάποια μη συμβατικά θέματα. Αυτά περιλαμβάνουν: ρευστά που αντί να αναμιγνύονται διαχωρίζονται, μια θεωρία για σφαίρες σκοτεινής ύλης που εκρήγνυνται, και για το πως ο ήχος μπορεί να κινείται ταχύτερα από το φως. Άλλες ασυνήθιστες εργασίες περιγράφουν πως μπορεί να χρησιμοποιηθεί η φυσική για την ανάλυση έργων αφηρημένης τέχνης, άλλα εξηγούν πως σπάνε τα σπαγγέτι και άλλα πως τα ζώα βρίσκουν τα διάφορα πράγματα. Μια συσκευή παράγει ηλεκτρισμό καθώς βαδίζετε ενώ υπάρχει και μια συνταγή για το πως να φτιάξετε υπερχορδές στο εργαστήριο. Τα παραπάνω είναι μερικά από τα λιγότερο συμβατικά θέματα που εμφανίστηκαν φέτος. Ακολουθεί παρακάτω ένας μεγαλύτερος κατάλογος ασυνήθιστων εργασιών. Οι Συσκευές
που ελέγχονται με τη σκέψη βρίσκονται πιο κοντά |
|||
|