Σάββατο, 26 Οκτωβρίου 2013

Τι μένει στον Ήλιο μετά από την εκτίναξη του πλάσματος; (video)

Δεν μπορεί κάποιος να αντισταθεί να καταγράψει στο νου του μια τέτοια εικόνα, όπως αυτή που το παρατηρητήριο της NASA Solar Dynamics Observatory, ή SDO, κατέγραψε στα τέλη του Σεπτεμβρίου του 2013. 

Για περισσότερα σχετικά με τη συγκεκριμένη φωτογραφία, μπορεί κάποιος να επιλέξει, στη NASA, τη διεύθυνση: http://www.nasa.gov/content/solar-filament-eruption-canyon-of-fire/#.UmuXb3AmUk0

Ένα ιδιαίτερα κατατοπιστικό video που βοηθάει στην κατανόηση της εικόνας της ανάρτησης:



Κυριακή, 13 Οκτωβρίου 2013

Nobel Φυσικής 2013: Μια προαναγγελθείσα εδώ και καιρό βράβευση (Μέρος Δεύτερο)

Συνέχεια από το πρώτο μέρος του άρθρου.

Τι βραβεύθηκε

Σύμφωνα με την ανακοίνωση, η Royal Swedish Academy of Sciences αποφάσισε να απονείμει το φετινό βραβείο Nobel Φυσικής, για μια σημαντική συνεισφορά στην προσπάθεια του Ανθρώπου να κατανοήσει την προέλευση της μάζας των στοιχειωδών σωματιδίων. Για την επινόηση ενός μηχανισμού-του Πεδίου Higgs-που αποτελεί κεντρικό τμήμα στο θεωρητικό μοντέλο που περιγράφει το πως οικοδομείται ο κόσμος μας, το Standard Model ή Καθιερωμένο Πρότυπο.


Αναφορά στο Standard Model

Κάθε λύση προϋποθέτει ένα Πρόβλημα (αν εξαιρέσουμε τη "λύση" που ακούσει στο όνομα LASER και ήταν ίσως η μόνη "που έψαχνε το πρόβλημά της"). Ο "Μηχανισμός Higgs", που προτάθηκε ανεξάρτητα και από τους δυο βραβευθέντες, έλυσε ένα σοβαρό πρόβλημα που απειλούσε το Μοντέλο, που με τόσους κόπους είχε οικοδομηθεί από τους επιστήμονες για την "ερμηνεία" της δομής και λειτουργίας του κόσμου. Σημαντική συνεισφορά στη βράβευση, όμως, είχε το γεγονός της επιβεβαίωσης της ύπαρξης του Μηχανισμού με την ανακάλυψη της ύπαρξης του κβάντου του Πεδίου, του μποζόνιου Higgs, από τα πειράματα στο LHC του CERN.

Επομένως, για τα μέχρι τώρα δεδομένα, και το Standard Model σώθηκε και σώθηκε σωστά! Άρα είναι λογική η απονομή του Nobel Φυσικής 2013, στους δυο (πρώτους) εισηγητές της Λύσης.

Η αντίληψη του Προβλήματος και η κατανόηση της Λύσης (που οδήγησε στην απονομή του φετινού βραβείου Nobel Φυσικής) θα βοηθηθεί από μια απλή προσέγγιση του Καθιερωμένου Μοντέλου (Standard Model).

Η μελέτη της Πραγματικότητας οδηγεί στην συγκέντρωση δεδομένων και με τη βοήθειά τους οικοδομείται το Μοντέλο που θεωρείται ότι την περιγράφει. Μετά με εργαλείο το Μοντέλο επιχειρείται η κίνηση προς τα εμπρός. Εντοπίζονται τα Προβλήματα και επιχειρούνται οι προβλέψεις για τη Λύση τους. Στη συνέχεια έρχεται το Πείραμα και με τη βοήθειά του η Λύση θα γίνει αποδεκτή και η Επιστήμη θα ακολουθήσει το δρόμο της για τα επόμενα άγνωστα επίπεδα ή η Λύση θα οδηγηθεί σε διόρθωση ή ακόμη και σε απόρριψη, οπότε η Επιστήμη θα πάρει και πάλι το μονοπάτι της αναζήτησης από την αρχή.


Τα δεδομένα, λοιπόν, οδήγησαν στην διαδρομή την οποία περί το 400 π. Χ. ο Λεύκιππος εισηγήθηκε και ο Δημόκριτος θεμελίωσε και οριοθέτησε με το όνομά του: Ο κόσμος μας συγκροτείται από διακριτές άτμητες μονάδες, τα άτομα. Φιλοσοφική άποψη που ήταν από τις πλέον τεκμηριωμένες σε σχέση με άλλες που είχαν προηγηθεί. Η ερευνητική προσπάθεια στη συνέχεια οδήγησε στην διάσπαση του ατόμου και στην τελική αντίληψη της συγκρότησής του από αδιάσπαστα ηλεκτρόνια, up-quark και down-quark. Ενώ οι έρευνες, τις δεκαετίες του 1950 και 1960, στις Κοσμικές Ακτίνες και των νέων τότε Επιταχυντών, οδήγησαν στον εντοπισμό νέων συγγενών των τριών δομικών συστατικών της Ύλης. Το Μοντέλο, το επονομαζόμενο Standard Model, άρχισε να διαμορφώνεται.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο, το οποίο αποτελεί ένα πολύ καλό πλαίσιο ερμηνείας για τις περιοχές της Χημείας και της Πυρηνικής Φυσικής, συνολικά περιλαμβάνει δώδεκα φερμιόνια (6 quarks και 6 λεπτόνια), τα σωματίδια Ύλης και τέσσερα μποζόνια που αποτελούν φορείς των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των φερμιονίων. Το φωτόνιο που είναι φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης, το γλυόνιο που είναι φορέας της ισχυρής πυρηνικής, και τα μποζόνια W(+), W(-) και Z(0), που είναι φορείς της ασθενούς πυρηνικής αλληλεπίδρασης. Σε αυτά τα τελευταία διαμορφώθηκαν οι συνθήκες, οι οποίες οδήγησαν στην αποκάλυψη του Προβλήματος και φυσικά στην αναζήτηση της Λύσης. Μια Λύση που γέννησε ένα ακόμη αν και λίγο διαφορετικό από τα άλλα σωμάτιο, το μποζόνιο Higgs.

Τα περισσότερα από τα φερμιόνια και μποζόνια του Καθιερωμένου Προτύπου, για το οποίο υπάρχουν και άλλα άρθρα στο blog, πρώτα αποτέλεσαν πρόβλεψη του Προτύπου και μετά ανακαλύφθηκαν στο Εργαστήριο, στοιχείο που αποκαλύπτει την αποτελεσματικότητά του και δικαιολογεί το γεγονός ότι πολλοί το αναφέρουν και ως Θεωρία. Σε αυτή τη Θεωρία, όμως, δεν συμπεριλαμβάνεται η τέταρτη αλληλεπίδραση, η Βαρύτητα, παρόλο που είναι η πιο γνωστή (μαζί με την ηλεκτρομαγνητική) από τις υπόλοιπες.

Το Standart Model της Σωματιδιακής Φυσικής, ενοποίησε τις τρεις από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις, αλλά για μεγάλο διάστημα υπήρχε ένα αίνιγμα: Πως δρουν αυτές οι αλληλεπιδράσεις; Πως, για παράδειγμα, ένα κομμάτι μετάλλου, "αντιλαμβάνεται" πως εκεί κοντά υπάρχει ένα μαγνήτης; ή ακόμη πως η Σελήνη "αισθάνεται" τη βαρύτητα της Γης;

Το αίνιγμα λύθηκε από τη Φυσική με την εισαγωγή της έννοιας του Πεδίου. Ο χώρος είναι γεμάτος από αόρατα πεδία. Το βαρυτικό πεδίο, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το πεδίο των quarks και όλα τα άλλα πεδία πληρούν το χώρο ή καλύτερα τον τετραδιάστατο χωρόχρονο. Το Καθιερωμένο Πρότυπο, είναι μια Κβαντική Θεωρία Πεδίου, στο οποίο πεδία και σωματίδια είναι οι ουσιαστικοί δομικοί λίθοι του Σύμπαντος.


Συνέχεια στο τρίτο μέρος

Πέμπτη, 10 Οκτωβρίου 2013

Nobel Φυσικής 2013: Ιντερμέδιο με τα papers των δυο βραβευμένων.

Πριν από τη δημοσίευση του δεύτερου μέρους του αφιερώματος στο Nobel Φυσικής 2013, στο οποίο αναφέρεται τόσο το Πρόβλημα που υπήρξε, όσο και η Λύση που δόθηκε από τους δυο βραβευθέντες, κάνουμε ένα διάλειμμα.

Για όσους θέλουν να τα διαβάσουν και έχουν (βέβαια) τις απαραίτητες γνώσεις για να τα παρακολουθήσουν, δίνονται οι διευθύνσεις για να κατεβάσουν τις εργασίες (papers) των Englert and Brout και του Higgs, με τις οποίες παρουσιάστηκαν, ανεξάρτητα, οι προτάσεις τους για την υπέρβαση του Προβλήματος που υπέσκαπτε την αξιοπιστία του Standard Model.

Και στις δυο εργασίες μπορεί κάποιος να έχει ελεύθερη πρόσβαση από την διεύθυνση του Physical Review Letters

Η εργασία των F. Englert and R. Brout, με τίτλο: "Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons", υπάρχει στη διεύθυνση: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v13/i9/p321_1


Η εργασία του Peter W. Higgs, με τίτλο: "Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons", υπάρχει στη διεύθυνση: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v13/i16/p508_1


Πάντως θεωρώ πως πρέπει να σημειώσω ότι αξίζει να υπάρξει βράβευση με Nobel και για την προσπάθεια που έγινε από τους Πειραματιστές Επιστήμονες, στο CERN, για την ανακάλυψη του μποζονίου (του Πεδίου) Higgs. Ευελπιστώ, επειδή αν δεν υπήρχε αυτή η ανακάλυψη θα ήταν αποδυναμωμένη η πρόταση για βράβευση των Englert και Higgs.

Τετάρτη, 9 Οκτωβρίου 2013

Nobel Φυσικής 2013: Μια προαναγγελθείσα εδώ και καιρό βράβευση (Μέρος Πρώτο)

Το βραβείο


 Η Φυσική θεωρείται η πλέον βασική από τις Φυσικές Επιστήμες. Ασχολείται με τα βασικά συστατικά της Ύλης και τις Αλληλεπιδράσεις τους, καθώς επίσης τη φύση των ατόμων και την οικοδόμηση των μορίων και της συμπυκνωμένης ύλης. Επιχειρεί να δώσει ενοποιημένες περιγραφές της συμπεριφοράς της Ύλης, όπως και της Ακτινοβολίας, προσπαθώντας να καλύψουν όσο το δυνατόν περισσότερα φαινόμενα. Αυτές οι προσπάθειες επιβραβεύονται από το βραβείο Nobel Φυσικής.

Από το 1901 μέχρι το 2012 έχουν δοθεί 106 βραβεία Nobel Φυσικής, σε 194 βραβευμένους επιστήμονες. 47 βραβεία δόθηκαν σε ένα πρόσωπο μόνο, 2 από τα βραβευμένα πρόσωπα είναι γυναίκες, ενώ πρόσωπο-ο John Bardeen-βραβεύθηκε δυο φορές, με νεότερο βραβευμένο τον  Lawrence Bragg, 25 ετών, ο οποίος τιμήθηκε με το Nobel-μαζί με τον πατέρα του-το 1915.

Για τη φετινή χρονιά, το 2013, η "τράπουλα" ήταν μάλλον σημαδεμένη. Στις 4 Ιουλίου του 2013, στο αμφιθέατρο του CERN, ανακοινώθηκε από τις ομάδες των πειραμάτων ATLAS και CMS η επιβεβαίωση της πρόβλεψης για την ύπαρξη του (επονομαζόμενου) μποζονίου Higgs. Η αδυναμία του Standard Model, διορθώθηκε. Ήταν λογικό, μετά από την πειραματική αυτή ολοκλήρωση της προτεινόμενης θεωρητικής υπόθεσης του Πεδίου Higgs, να οδηγήσει τους περισσότερους σχετικούς με το θέμα να υποστηρίζουν πως το βραβείο Nobel Φυσικής της φετινής χρονιάς βρήκε τον αποδέκτη του.

Το βραβείο Nobel Φυσικής 2013, λοιπόν, "για τη θεωρητική ανακάλυψη ενός μηχανισμού που συνεισφέρει στην κατανόηση μας για την προέλευση της μάζας των υποατομικών σωματιδίων και η οποία πρόσφατα επιβεβαιώθηκε μέσω της ανακάλυψης του προβλεπόμενου θεμελιώδους σωματιδίου, από τα ATLAS και CMS πειράματα στο Large Hadron Collider, του CERN".

Οι Άνθρωποι

Οι δυο επιστήμονες που μοιράστηκαν το Nobel Φυσικής 2013, είναι οι François Englert και Peter W. Higgs. 


Ο πρώτος, ο Englert, είναι ένας από αυτούς που επιβίωσαν από το Ολοκαύτωμα. Γεννήθηκε 6 Νοεμβρίου του 1932, σε Εβραϊκή οικογένεια, στο Etterbeek των Βρυξελλών, στο Βέλγιο. Είναι ομότιμος καθηγητής στο ULB (Université libre de Bruxelles). Αποφοίτησε από το ίδιο Πανεπιστήμιο το 1955, όπου έλαβε και το PhD στις Φυσικές Επιστήμες το 1959. Από το 1959 μέχρι το 1961 εργάστηκε στο Πανεπιστήμιο Cornell, πρώτα ως επιστημονικός συνεργάτης του Robert Brout και μετά ως assistant professor. Μετά επέστρεψε στο ULB, όπου και έγινε καθηγητής. 

Οι Brout and Englert έδειξαν το 1964 ότι το θεωρητικό μοντέλο που προτείνεται για την περιγραφή του "κόσμου", θα μπορούσε να δικαιολογήσει την απόκτηση μάζας εάν ο άδειος χώρος προικιζόταν με μια ειδικού τύπου δομή που θα συναντάται σε όλα τα υλικά συστήματα. 

Ο δεύτερος από τους βραβευμένους με το φετινό Nobel Φυσικής, ο Higgs, είναι ο πλέον διάσημος από τους δυο. Γεννήθηκε 29 Μαΐου 1929 στο Newcastle, στην Αγγλία από Άγγλο πατέρα και μητέρα από τη Σκωτία. Είναι ομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Στο City of London School, ειδικεύτηκε στα Μαθηματικά, ενώ σπούδασε Φυσική στο King's College του Λονδίνου. Έλαβε το PhD το 1954 με διατριβή που είχε τίτλο "Some problems in the theory of molecular vibrations". Αφού υπηρέτησε σε διάφορες θέσεις στα Imperial College London και University College London, επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου.

Στο Εδιμβούργο ενδιαφέρθηκε για τη μάζα, αναπτύσσοντας την ιδέα ότι τα σωματίδια-τα οποία είναι ά-μαζα κατά την αρχή του Σύμπαντος-αποκτούν μάζα ένα κλάσμα του δευτερολέπτου αργότερα ως αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης με ένα θεωρητικό πεδίο που έγινε γνωστό ως Πεδίο Higgs. Θεώρησε πως αυτό το πεδίο πληρεί τον χώρο, δίνοντας σε όλα τα στοιχειώδη σωμάτια που αλληλεπιδρούν μαζί του τη μάζα τους.

Το 1964 τρεις ομάδες έγραψαν επιστημονικές εργασίες με τις οποίες πρότειναν σχετικές αλλά με διαφορετικές προσεγγίσεις για να εξηγήσουν πως εμφανίζεται η μάζα στις θεωρίες που ισχύουν. Αυτές οι τρεις, τώρα διάσημες, εργασίες συντάχθηκαν από τους Robert Brout και François Englert, τον Peter Higgs και τους Gerald Guralnik, C. Richard Hagen και Tom Kibble, πιστώθηκαν με τη θεωρία του Μηχανισμού Higgs και την πρόβλεψη του Πεδίου Higgs και του μποζόνιου Higgs.

Από τους έξι επιστήμονες το βραβείο Nobel Φυσικής του 2013, δόθηκε στους δυο, παρόλο που και οι έξι είχαν βραβευτεί το 2010 με το J. J. Sakurai Prize for Theoretical Particle Physics.


Συνεχίζεται.