Κυριακή 24 Οχτώβρη 2010
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Πόσο μικρό είναι τελικά το πρωτόνιο;

Από τον Ιούλη, όταν μια ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε ότι το πρωτόνιο, ένα από τα βασικά συστατικά της ύλης στο υποατομικό επίπεδο, είναι στην πραγματικότητα 4% μικρότερο απ' όσο θεωρούνταν ως τώρα, οι φυσικοί ξύνουν το κεφάλι τους. Το εύρημα αντιφάσκει με τις θεωρητικές προβλέψεις της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED), της βασικής θεωρίας για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, η οποία έχει περάσει τους πιο εξονυχιστικούς πειραματικούς ελέγχους στη φυσική.

Ο Ράντολφ Πολ του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ Κβαντικής Οπτικής στη Γερμανία και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να εξετάσουν εξωτικά, τεχνητά άτομα υδρογόνου, στα οποία αντί για το συνηθισμένο ηλεκτρόνιο που περιφέρεται γύρω από ένα πρωτόνιο, υπάρχει ένα μουόνιο (άλλο είδος υποατομικού σωματιδίου). Η ενέργεια του λέιζερ έκανε τα τεχνητά άτομα να φθορίσουν σε χαρακτηριστικά μήκη κύματος στο φάσμα των ακτίνων Χ. Αυτά τα μήκη κύματος μεταξύ άλλων κατέδειξαν ένα ελάχιστα γνωστό φαινόμενο κατά το οποίο ένα σωματίδιο που περιφέρεται γύρω από τον πυρήνα, είτε είναι μουόνιο, είτε είναι ηλεκτρόνιο, ορισμένες φορές «πετάει» μέσα από ένα πρωτόνιο. Αυτό είναι δυνατό επειδή τα πρωτόνια απαρτίζονται από μικρότερα στοιχειώδη σωματίδια (κυρίως τρία κουάρκ), ενώ ο υπόλοιπος χώρος που καταλαμβάνει το πρωτόνιο είναι «κενός».

Υπολογίζοντας την επίδραση του μεγέθους του πρωτονίου σε τέτοιες «πτήσεις» διαμέσου, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι η ακτίνα του πρωτονίου είναι 0,84184 φεμτόμετρα (τετράκις εκατομμυριοστά του μέτρου). Αυτό το μέγεθος είναι μικρότερο από το αποτέλεσμα όλων των προηγούμενων μετρήσεων, που κυμαίνονταν μεταξύ 0,8768 και 0,897 φεμτόμετρων (Βέβαια, τόσο με τις προηγούμενες όσο και με τη νέα μέτρηση το πρωτόνιο είναι πολύ μικρότερο από το άτομο του υδρογόνου. Αν το άτομο είχε το μέγεθος ενός ποδοσφαιρικού γηπέδου, το πρωτόνιο θα είχε το μέγεθος ενός μυρμηγκιού...).

Στη μέτρηση τόσο μικρών μεγεθών η πιθανότητα λάθους δεν μπορεί να αποκλειστεί. Ωστόσο, μετά από 12 χρόνια επίμονων προσπαθειών, τα μέλη της επιστημονικής ομάδας που έκανε την ανακοίνωση νιώθουν βέβαιοι ότι δεν έχουν κάνει κάποιο πειραματικό λάθος. Ούτε οι θεωρητικοί φυσικοί που έλεγξαν τη δημοσίευση βρήκαν κάποιο λάθος στους υπολογισμούς που σχετίζονται με τη συμπεριφορά του μουονίου.

Ορισμένοι ερευνητές διατυπώνουν την υπόθεση ότι η αλληλεπίδραση ανάμεσα στα μουόνια και τα πρωτόνια μπορεί να είναι πιο σύνθετη, με εμπλοκή ζευγών σωματιδίων και αντισωματιδίων, που εμφανίζονται στιγμιαία από το «κενό» μέσα και γύρω από τον πυρήνα και συγκεκριμένα ζευγών ηλεκτρονίου - αντιηλεκτρονίου (ποζιτρονίου). Αυτό όμως δεν προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο της υποατομικής φυσικής. Αλλοι θεωρούν ότι ίσως η κβαντική ηλεκτροδυναμική χρειάζεται κάποια προσαρμογή. Σε οποιαδήποτε περίπτωση οι φυσικοί θα έχουν ένα ακόμα ερώτημα προς απάντηση, που θα τους βασανίζει ίσως για πολλά χρόνια.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

ΒΕΝΤΟΥΖΕΣ ΤΩΝ ΧΤΑΠΟΔΙΩΝ
Οργανα με πολλαπλές λειτουργίες

Μπορούν να αισθάνονται, να γεύονται, να αδράχνουν, να χειρίζονται, ακόμα και να λειτουργούν αυτόματα χωρίς κεντρικό νευρικό έλεγχο

Με μια πρώτη ματιά η βεντούζα του χταποδιού μοιάζει με την απλή βεντούζα που υπάρχει στα παιδικά βελάκια και στα άγκιστρα που χρησιμοποιούμε για να κολλήσουμε διάφορα μικροπράγματα πάνω σε λείες επιφάνειες. Στην πραγματικότητα είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο όργανο, που μπορεί όχι μόνο να προσκολληθεί πάνω σε αντικείμενα με διαφορετική δύναμη προσκόλλησης, αλλά και να τα χειριστεί χρησιμοποιώντας εξειδικευμένες μυικές ομάδες.

Εχει δύο θαλάμους: Τον εξωτερικό κώνο και την εσωτερική κοτύλη. Οταν προσκολλάται σε ένα αντικείμενο, οι μύες του κώνου δίνουν κατάλληλο σχήμα στο χείλος του, ώστε να ταιριάξει απόλυτα στη συνήθως ανώμαλη επιφάνεια, επιτρέποντας υδατοστεγή σύνδεση. Τότε συσπώνται οι μύες της κοτύλης, προκαλώντας έντονη αρνητική πίεση (υποπίεση) μέσα στο γεμάτο νερό εσωτερικό της βεντούζας, σε σχέση με την πίεση του θαλασσινού νερού απέξω. Αυτή η διαφορά πίεσης είναι που προκαλεί την αναρρόφηση. Οσο περισσότερο συστέλλονται οι μύες της κοτύλης, τόσο μεγαλύτερη υποπίεση δημιουργείται και τόσο πιο δυνατή είναι η προσκόλληση. Την ίδια στιγμή, οι λεγόμενοι ασυναφείς, εξωγενείς μύες επιτρέπουν στο περιστόμιο της βεντούζας να περιστρέψει το αντικείμενο μέχρι και 360 μοίρες, σε μικρή ή και απότομη γωνία ως προς το βραχίονα του χταποδιού, χωρίς να υπάρξει αποκόλληση ή μείωση της διαφοράς πίεσης.

Επιπροσθέτως της σύνθετης μηχανικής λειτουργίας της, η βεντούζα του χταποδιού διαθέτει ένα σύνθετο νευρωνικό κύκλωμα. Ειδικοί νευρώνες, που ονομάζονται χημειοϋποδοχείς, βρίσκονται στο χείλος της, μεταδίδοντας στο κεντρικό νευρικό σύστημα του ζώου πληροφορίες αφής και πίεσης. Αυτοί οι χημειοϋποδοχείς στέλνουν τα σήματά τους διά μέσου ομάδας νεύρων που ονομάζονται γάγγλια και φαίνεται να λειτουργούν ως ο μίνι εγκέφαλος των βεντουζών, αφού όχι μόνο υποδέχονται τα σήματα, αλλά και οργανώνουν συνεκτικές αντιδράσεις σε αυτά. Επειδή τα γάγγλια των βεντουζών συνδέονται το ένα με το άλλο διά μέσου μιας αλυσίδας μεγαλύτερων βραχιονικών γαγγλίων, που ελέγχουν τις κινήσεις των ποδιών του χταποδιού, οι γειτονικές βεντούζες μπορούν να συντονίζουν τις κινήσεις τους χωρίς να απαιτούν συνεχείς οδηγίες από τον εγκέφαλο του ζώου, ώστε, για παράδειγμα, να μεταφέρουν ένα αντικείμενο προς τη μια ή την άλλη κατεύθυνση κατά μήκος του ποδιού. Το πώς ακριβώς ο εγκέφαλος και τα γάγγλια των βραχιόνων και των βεντουζών κατανέμουν μεταξύ τους τα καθήκοντα της νευρικής δραστηριότητας δεν έχει ακόμα διευκρινιστεί.



Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ