Τρελή φυσική: 7 παράξενες πρόσφατες ανακαλύψεις

Από την περίεργη αντιύλη μέχρι τα πειράματα που ρίχνουν φως στους κόμπους, η φυσική έχει αποκαλύψει αρκετές σκοτεινές πλευρές του κόσμου μας. Ας δούμε επτά από τις πιο αινιγματικές πρόσφατες ανακαλύψεις.

Μυστηριώδης Εναγκαλισμός

Μια από τις πιο παράξενες προβλέψεις της θεωρίας της Κβαντομηχανικής είναι ότι τα σωματίδια μπορούν να εναγκαλιστούν με τρόπο που ακόμα και μετά το διαχωρισμό τους στο χώρο, όταν συμβεί μια δράση στο ένα σωματίδιο το άλλο σωματίδιο αντιδρά άμεσα. Τον Ιούνιο του 2009 επιστήμονες ανακοίνωσαν πως μέτρησαν εναγκαλισμό σε ένα νέο είδος συστήματος, δύο διαχωρισμένα ζεύγη από δονούμενα σωματίδια. Προηγούμενα πειράματα είχαν πετύχει εναγκαλισμό σε εσωτερικές ιδιότητες σωματιδίων, όπως καταστάσεις spin, αλλά αυτή ήταν η πρώτη φορά που επιστήμονες πέτυχαν εναγκαλισμό στο πρότυπο κίνησης των σωματιδίων, κάτι που αποτελεί ένα σύστημα που προσομοιάζει τον μεγαλύτερης κλίμακας κόσμο, αυτόν που βιώνουμε στην καθημερινότητά μας.

Κόμποι φωτός

Το φως ίσως να φαίνεται ότι ταξιδεύει σε ευθεία πορεία, αλλά κάποιες φορές στρεβλώνεται σε κόμπους. Τον Ιανουάριο του 2010 ερευνητές ανέφεραν ότι χρησιμοποίησαν ένα υπολογιστικά ελεγχόμενο ολόγραμμα για να στρέψουν ακτίνες από φως λέιζερ σε σχήματα που μοιάζουν με pretzel. Τα ολογράμματα, τα οποία κατευθύνουν τη ροή του φωτός, είχαν ειδικά δημιουργηθεί για να στείλουν φως σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις και σχήματα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα πεδίο μαθηματικών που είναι γνωστό ως ‘Θεωρία Κόμπων’ για να μελετήσουν τους βρόγχους που προέκυψαν. Αυτές οι περιελίξεις του φωτός, που καλούνται οπτικές δίνες, θα μπορούσαν να έχουν προεκτάσεις για μελλοντικές συσκευές λέιζερ, όπως λένε οι φυσικοί.

Ένα νέο σωματίδιο αντιύλης δημιουργήθηκε

Συντρίβοντας σωματίδια μεταξύ τους σε ταχύτητα που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός μέσα σε έναν ατομικό επιταχυντή, επιστήμονες δημιούργησαν ένα νέο είδος ύλης που ποτέ πριν δεν είχε βρεθεί: ένα anti-hypertriton (το hypertriton είναι ένα είδος υπερ-πυρήνα που σχηματίζεται από ένα πρωτόνιο, ένα νετρόνιο και οποιοδήποτε υπερόνιο. Το όνομα προέρχεται από το υπερόνιο, που αναφέρεται σε βαρυόνια τα οποία περιλαμβάνουν παράξενα quark και τρίτον, το οποίο αναφέρεται σε πυρήνες τρίτιου). Αυτό το σωματίδιο είναι παράξενο με πολλούς τρόπους. Πρώτον, δεν είναι κανονική ύλη, αλλά το απόκοσμο αντίθετό της που ονομάζεται αντιύλη, το οποίο όταν έρθει σε επαφή με κανονική μάζα προκαλεί εκμηδένιση. Δεύτερον, το anti-hypertriton αποτελεί ένα παράξενο σωματίδιο γιατί περιέχει ως δομικό λίθο το λεγόμενο παράξενο quark, το οποίο δεν είναι παρών στα πρωτόνια και στα νετρόνια που σχηματίζουν τα συνηθισμένα άτομα. Το πείραμα έγινε στο Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (Relativistic Heavy Ion Collider) στο Εθνικό Εργαστήριο του Brookhaven στο Upton της Νέας Υόρκης. Τα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν το Μάρτιο του 2010.

Αιωρούμενα μαγνητικά άκρα για πυρηνική σύντηξη

Η πυρηνική σύντηξη, η συγχώνευση ατομικών πυρήνων που συμβαίνει μέσα σε άστρα, αποτελεί ένα στόχο μακρόχρονης έρευνας στη Γη. Εάν οι επιστήμονες κατορθώσουν να την επιτύχουν θα μπορούσε να προσφέρει μια ισχυρή πηγή ενέργειας με λίγες αρνητικές περιβαλλοντικές συνέπειες. Οι επιστήμονες έκαναν ένα βήμα πιο κοντά στον στόχο τον Ιανουάριο του 2010 όταν ανακοίνωσαν ότι κατασκεύασαν έναν αιωρούμενο μαγνήτη που δημιούργησε κάποιες από τις συνθήκες που πιστεύεται ότι είναι απαραίτητες για τη σύντηξη. Κρατώντας στον αέρα έναν γιγάντιο μαγνήτη σε σχήμα ντόνατ οι ερευνητές μπόρεσαν να ελέγξουν την κίνηση από ένα ιδιαίτερα θερμό αέριο φορτισμένων σωματιδίων που περιεχόταν στον εξωτερικό θάλαμο του μαγνήτη. Η πυκνότητα του αερίου αυτού ήταν κοντά στην πυκνότητα που απαιτείται για την πυρηνική σύντηξη, όπως είπαν οι ερευνητές.

Το φως κάμπτει την ύλη

Ενώ είναι εύκολο να δει κανείς την ύλη να κάμπτει το φως, απλά κοιτώντας μέσα από ένα πρίσμα, είναι σπάνιο να δει το φως να κάμπτει την ύλη. Αλλά οι επιστήμονες είδαν ακριβώς αυτό σε ένα πείραμα που ανακοινώθηκε στον Μάρτιο του 2010. Οι ερευνητές συναρμολόγησαν πλατιές κορδέλες από νανοσωματίδια, μικροσκοπικά τμήματα ύλης που έχουν μήκος μόλις μερικά δισεκατομμυριοστά του μέτρου, σε ένα εργαστήριο στο σκοτάδι. Στη συνέχεια, όταν οι κορδέλες εκτέθηκαν στο φως, συστράφηκαν σε σπιράλ. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν μηχανικούς να σχεδιάσουν νέες μορφές οπτικών και ηλεκτρονικών συσκευών.

Θαυμαστές τριπλέτες σωματιδίων

Χρησιμοποιώντας άτομα Λιθίου, επιστήμονες αναδημιούργησαν ένα αρχαίο μαθηματικό σύμβολο που είναι γνωστό από τον δεύτερο αιώνα σε έργα βουδιστικής τέχνης. Το σύμβολο που καλείται Borromean rings απεικονίζει τρία δακτυλίδια που είναι ενωμένα μεταξύ τους. Εάν αφαιρεθεί οποιοδήποτε από τα τρία, θα διαχωριστούν και τα υπόλοιπα. Οι φυσικοί προέβλεψαν ότι τα σωματίδια θα μπορούσαν να σχηματίσουν την ίδια διάταξη, αλλά κανείς δεν το είχε καταφέρει μέχρι τώρα. Η τελική πραγματοποίηση ανακοινώθηκε το Δεκέμβριο του 2009 και ήρθε 40 χρόνια μετά από την πρόβλεψη.

Σούπα από quark και Γλουόνια

Ένα ακόμα θαυμαστό κατόρθωμα της φυσικής προέρχεται από τον Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων του Brookhaven και έγινε φέτος. Τον Φλεβάρη του 2010 επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι δημιούργησαν μια σούπα από quark και γλουόνια όπου πρωτόνια και νετρόνια αποσυντέθηκαν στα συστατικά τους μέρη, quark και γλουόνια. Χρειάστηκαν ιδιαίτερα ισχυρές συγκρούσεις ατόμων χρυσού στον επιταχυντή ώστε να επιτευχθούν ο αναγκαίες θερμοκρασίες, περίπου επτά τρισεκατομμύρια βαθμοί της κλίμακας Fahrenheit (τέσσερα τρισεκατομμύρια βαθμοί Κελσίου). Αυτές οι συνθήκες είναι 250,000 φορές πιο θερμές από το κέντρο του ήλιου και παρόμοιες με θερμοκρασίες που υπήρχαν μόλις μετά τη γέννηση του σύμπαντος. Ήταν οι υψηλότερες θερμοκρασίες που κατορθώθηκαν ποτέ στη Γη.

Μετάφραση – Απόδοση: Αμαλία Τσακίρη, για το ESOTERICA.gr