Παρασκευή 26 Σεπτεμβρίου 2014

Το εκκρεμές του Φουκώ

Το εκκρεμές του Φουκώ που πήρε το όνομά του από τον Γάλλο φυσικό Léon Foucault, είναι μια απλή συσκευή που δημιουργήθηκε το 1851 για να αποδείξει την περιστροφή της Γης. Παρά το γεγονός πως η περιστροφή της Γης ήταν ένα γνωστό γεγονός εκείνη την εποχή, η εισαγωγή του εκκρεμούς του Φουκώ ήταν μια απόδειξη της περιστροφής με έναν απλό και κατανοητό τρόπο. Στους περισσότερους, το εκκρεμές του Φουκώ έγινε γνωστό από το ομώνυμο μυθιστόρημα του Ουμπέρτο Έκο.

http://kollima.gr/%CE%AD%CE%BD%CE%B1%CF%82-%CE%AC%CE%BD%CE%B8%CF%81%CF%89%CF%80%CE%BF%CF%82-%CE%B2%CE%B9%CE%BD%CF%84%CE%B5%CE%BF%CF%83%CE%BA%CE%BF%CF%80%CE%BF%CF%8D%CF%83%CE%B5-%CF%84%CE%BF%CE%BD-%CE%BF%CF%85%CF%81

Σάββατο 20 Σεπτεμβρίου 2014

the Higgs Boson

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=jchDY6xuiZ0

What Is Particle Physics: Part 2

Image credit: CERN
Image credit: CERN
The Standard Model is the theory that describes  the interaction of forces affecting subparticles, like electrons and quarks. Although this physics deals with the major forces that govern our universe, it often seems disconnected from us–like it belongs to another reality. In truth, understanding the Standard Model is a necessary part of understanding our universe; it is the best thing that we have at our disposal when trying to make experimental predictions.
So let’s take a moment to get to know the Standard Model, and the universe, a little better.

BOSONS:

In the Standard Model, bosons transmit the forces. In other words, they carry the energy that governs all the interactions that we see in the world today (except gravity). Bosons differ from fermions because they do not abide by the Pauli Exclusion Principle (PEP). They can overlap each other, or in technical terms, share the same quantum state. When we make a laser, we get a concentration of bosons like this. Lasers are strong concentrations of overlapping photons, but theoretically, a laser can be made of any boson.  This quality of bosons, the quality of not obeying PEP, is observed by us everyday (beams of light do not crash into each other everywhere we look, thus they can overlap).
The known bosons are as followed: the W+ and W- boson, the Z boson, the gluon, and the photon. These particles are known to have integer spin (1), or spin 0 for the special case of the Higgs Boson.  The theoretical graviton would have an integer spin of (2).  It has yet to be found, possibly because its strength of interaction is many orders of magnitude weaker than the other forces.  Finding the graviton has been the subject of intense work for many years.

THE STRONG FORCE:

Image credit: Wikipedia
Image credit: Wikipedia
Quarks have a different form of electric charge, which is called “color property.”  Quarks come in red, green, and blue colors; anti-quarks carry anti-colors. Physicists use the red, green, and blue color analog to help us understand how nucleons form (the colors combine to make white light, or in this case, a stable nucleon). This color analog doesn’t work  terribly well with the quarks, but the important thing is that you remember that it is describing a property of energy.
Gluons are massless.  They mediate the strong force by this color exchange, and have one color and one anti-color (just enough to swap and, thus, conserve color charge with quarks). Mesons also form hadrons, but with only a quark and an antiquark bonded, with color charges that are opposite of each other (like green and magenta).
The strong force is the strongest known force.  It creates “flux tubes” between quarks in any hadron. Flux tubes are areas of calmness in the hadron produced by the immense amount of energy of the strong force binding it together.  In the craziness that constitutes something like a proton, the flux tubes are the only areas not consumed with excitations in the gluon field.  In a nucleon they form a “Y” shape, not a triangle as sometimes depicted.  If you try to separate the flux tube by adding energy to separate the quarks, you just end up creating another quark pair to attach on either end of the flux tube you were trying to separate. Outside of the nucleons themselves, but binding separate protons and neutrons  together, you get another strong force interaction.  This is mediated by the pi meson or pion.

WATCH: Your Mass Is Not From the Higgs Boson

 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Ztc6QPNUqls

THE ELECTROMAGNETIC FORCE:

Probably the most familiar force is the electromagnetic force, this force is mediated by photons and describes the mindbogglingly accurate quantum field theory of QED, or quantum electrodynamics.  Its mediator is called a photon, and it is massless, meaning that it is travelling at the speed of light.  The mathematical relationships QED describes are the most precise theory humans have ever discovered, and responsible for almost every technological advance in the 20th century.  That’s no small feat.
It is the second strongest force, but it is only 1/137 of that of the strong force; however, it works over much farther range.  If the electromagnetic forces were not in an intricate balance with the strong force, atomic nuclei would fall apart.  This means no atoms, no molecules, thus no chemistry, and no biology!

THE WEAK NUCLEAR FORCE:

The weak nuclear force is partly responsible for the slow burning of stars.  Without it, our planet would not have the energy it needed for liquid water to form and for life to arise.  The weak force is mediated by the Z and W bosons.  W boson carries away charge and energy in radioactive decay, the Z boson transfers energy in the form of momentum to neutral particles, like neutrinos. The Z boson is its own antiparticle (which means it does not have one).  The fact that the photon was massless but the Z and W bosons were not caused physicists quite a headache, and no one originally knew why this was the case.  This was finally resolved by what is called the “Electroweak unification.”
The strengths of force interactions can depend on the ‘temperature’, or speed/energy of the interaction.  At room temperature, the massive Z  and W bosons (91 GeV and 80 Gev respectively) do not play an important role.  But at the extremely high energies of 1000 (GeV), the W, Z, and photon all become unified.  This is all explained accurately in the Electroweak theory of the Standard Model.  However, as the temperature drops, symmetry is subsequently broken and bosons are divided up into the W and Z bosons and the photon.
The high energy physics of the Electroweak theory is important because it provides a model of cosmology for us.  We know all the forces were unified at the beginning moments of the big bang (see a previous article on cosmology here).  Using this as a guide, we can make predictions about the beginning moments after the universe’s inception, including problems like the matter/antimatter asymmetry in the quark gluon plasma.  The quark gluon plasma is what expanded, which subsequently cooled it, giving us free roaming photons (visible light) and particles to form all the matter in the universe, shown to us by the cosmic microwave background radiation.
The Higgs boson itself is a particle byproduct for the Higgs field.  The discovery of this particle was the culmination of half a century of work and progress. The higgs was finally confirmed in 2013 (after its initial discovery in 2o12).  It imparts all subatomic particles with their mass as they travel through this Higgs field.  This resistance to inertia, this drag, is how they acquire their intrinsic masses.  Whether or not another Higgs field (and its corresponding boson) exists is a valid question.  But it is extremely unlikely for it to be another similar Standard Model Higgs (like a higgs with similar mass).  It would be field and corresponding boson with completely different properties.
*This is the second installment to this series about the Standard Model.  You can find the first one here. (You can find a comprehensive source to these articles by the free PDF download link from Cornell university found here.)

Scientists Mapped 8,000 Galaxies Surrounding Us And Found *This* Amazing Discovery

 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=rENyyRwxpHo

Are Atoms Mostly Empty?

Image via ScienceLearn
Image via ScienceLearn
The emptiness of the universe: This is the kind of stuff that the early pioneers in quantum mechanics believed in. In the 1920’s, researchers thought that emptiness — an absence of stuff — is what quantum mechanics was talking about. Arthur Eddington’s “The Two Tables” is a really nice treatment of the subject. In this piece, Eddington essentially argues that there are two tables: First, there is the table of everyday experience. It is a table that we can see and interact with. It is comparatively permanent, it is coloured, and (above all) it is substantial. Second, there is the table of science. This is something that is intangible. It is mostly emptiness with numerous, sparsely-scattered electric charges rushing about with great speed.
However, this metaphor happens to be wrong.
The atom is a crazy soup of electrons, positrons, quarks, photons, gluons, and so on. These are popping about and annihilating one another. It just happens that they are so evenly cancelled out that the “empty space” picture, which was given to us by the 1920’s quantum mechanics, describes it extremely well. However, this emptiness is not an accurate depiction of what is actually going on. The deviations, that we can test, go into Quantum Field Theory.
What people living in the 1920’s did not realize is that the “empty space + Coulomb’s potential” is actually not empty space at all. In short, “empty space” is not what we think it is — it is a soup of a lot of things that average out to zero. Like thermodynamic equilibrium, i.e. “no net flow” is nowhere near the same as “no flow” at all!
Quantum Electrodynamics (QED) is the one quantum field theory (QFT) that is so well-tested that it truly is mind-blowing. It has more than 10 significant digits. No other enterprise of human ingenuity comes close to QED in terms of experimental testing and predictive power/closeness to predictions. It does this so well that the Standard Model is actually built on top of QED.
So, if you read a textbook that gave you the empty space version of the universe, that textbook needs updating. I am very sorry that the scientific community is not overly adept at distributing the truths that we have discovered, even if that truth is an inconsequential modification (or clarification) of what had been said earlier.

WATCH: Empty Space is NOT Empty

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=J3xLuZNKhlY

Κυριακή 14 Σεπτεμβρίου 2014

Τα 10 πιο παράξενα πράγματα που οι φυσικοί γνωρίζουν

Η φυσική είναι αναμφισβήτητα δυσνόητη και κατά συνέπεια παράξενη. Σίγουρα πάντως δεν είναι βαρετή.
Για να υποστηρίξει αυτήν την άποψη, το βρετανικό πρακτορείο Telegraph, παρουσιάζει τα δέκα πιο παράξενα πράγματα που η Φυσική γνωρίζει αλλά οι περισσότεροι αγνοούν.

Τη σχετική ανάλυση έκανε ο φυσικός - κοσμολόγος και συγγραφέας εκπαιδευτικών επιστημονικών βιβλίων, Μάρκους Τσόουν.
Τα δέκα πιο παράξενα πράγματα στη Φυσική:
1. Αν ο ήλιος αποτελείτο από μπανάνες θα ήταν εξίσου καυτός.
Ο ήλιος μας είναι καυτός, επειδή το τεράστιο βάρος του δημιουργεί μια πανίσχυρη βαρύτητα που ασκεί τεράστια πίεση στον πυρήνα του, που με τη σειρά της αυξάνει τη θερμοκρασία του. Αν αντί για υδρογόνο ο ήλιος αποτελείτο ακόμα και από… μπανάνες ίδιου βάρους, πάλι θα υπήρχε η ίδια πίεση, άρα η ίδια τεράστια θερμοκρασία.
2. Όλη η ύλη από την οποία αποτελείται η ανθρώπινη φυλή, δεν είναι μεγαλύτερη από ένα κύβο ζάχαρης.
Τα άτομα της ύλης είναι κατά 99,999999999% κενός χώρος. Αν κανείς μπορούσε να συμπιέσει όλα τα άτομα, αφαιρώντας τον κενό χώρο στο εσωτερικό τους, θα προέκυπτε ένας κύβος ύλης (με μέγεθος όσο ένας κύβος ζάχαρης), που θα ζύγιζε πέντε δισεκατομμύρια τόνους και θα ήταν δέκα φορές βαρύτερος από όλους μαζί τους ανθρώπους που σήμερα ζουν στη Γη. Η εν λόγω  συμπίεση της ύλης συμβαίνει σε ένα υπέρ-πυκνό άστρο νετρονίων, που έχει απομείνει μετά από μια έκρηξη σουπερ-νόβα.
3. Τα γεγονότα στο μέλλον μπορούν να επηρεάσουν αυτό που συνέβη στο παρελθόν.
Καλωσορίσατε στον κόσμο της "Αλίκης στην χώρα των θαυμάτων", δηλαδή στην κβαντομηχανική. Πειράματα (που προτάθηκαν από τον διάσημο φυσικό Τζον Γουίλερ το 1978 και τελικά πραγματοποιήθηκαν το 2007) έδειξαν ότι η παρατήρηση ενός σωματιδίου τώρα μπορεί να αλλάξει τι συνέβη σε ένα άλλο σωματίδιο στο παρελθόν. Με άλλα λόγια, η αιτιότητα μπορεί να "δουλέψει" και ανάστροφα και άρα το παρόν να επηρεάσει το παρελθόν. Προς το παρόν αυτό έχει καταστεί εφικτό να παρατηρηθεί μόνο στο εργαστήριο και η επίδραση προς τα πίσω στον χρόνο δεν έχει ξεπεράσει κάποιο ασύλληπτα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου.
4. Σχεδόν ολόκληρο το σύμπαν λείπει.
Υπάρχουν πιθανότατα πάνω από 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες στο σύμπαν. Κάθε ένας από αυτούς έχει από δέκα εκατομμύρια έως ένα τρισεκατομμύριο άστρα (χώρια τους πλανήτες). Αν και υπάρχουν τόσα πράγματα να δούμε "εκεί έξω", υπάρχουν πολύ περισσότερα, αλλά δεν μπορούμε να τα δούμε. Ξέρουμε όμως ότι υπάρχουν, επειδή έχουν βαρύτητα και επιδρούν στην ορατή ύλη γύρω τους. Αυτά τα "άλλα" μυστηριώδη αόρατα πράγματα έχουν ονομαστεί "σκοτεινή ύλη" και "σκοτεινή ενέργεια" (μέχρι να ρίξουμε φως στο τι ακριβώς είναι) αποτελώντας το 98% του σύμπαντος. Η ορατή ύλη δεν είναι παρά το 2% περίπου (άντε 4%).
Η ακτινοβολία Τσερένκοφ εμφανίζεται όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται μέσα στην ύλη πιο γρήγορα από το φως Η ακτινοβολία Τσερένκοφ εμφανίζεται όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται μέσα στην ύλη πιο γρήγορα από το φως 5. Κάποια πράγματα μπορούν να ταξιδέψουν πιο γρήγορα απ' το φως. Το φως δεν ταξιδεύει πάντα πολύ γρήγορα.
Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή στα 300.000 χλμ το δευτερόλεπτο. Όμως το φως δεν ταξιδεύει πάντα στο κενό. Έτσι, στο νερό, για παράδειγμα, τα φωτόνια ταξιδεύουν με περίπου τα τρία τέταρτα της παραπάνω ταχύτητας, ενώ στους πυρηνικούς αντιδραστήρες μερικά σωματίδια (όταν διέρχονται μέσα από κάποιο μονωτικό υλικό που επιβραδύνει το φως) μπορεί να εξαναγκαστούν να κινηθούν σε ταχύτητες υψηλότερες και από αυτή του φωτός γύρω τους. Όταν αυτό συμβαίνει, τότε δημιουργείται η γαλάζια "ακτινοβολία Τσερένκοφ", κάτι αντίστοιχο με την υπερηχητική έκρηξη, αλλά στο πεδίο του φωτός, και γι' αυτό, άλλωστε, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες λάμπουν μέσα στο σκοτάδι. Παρεμπιπτόντως, η πιο αργή ταχύτητα φωτός που έχει ποτέ μετρηθεί, είναι μόλις 17 μέτρα το δευτερόλεπτο ή περίπου 61 χλμ. την ώρα (σαν… σακαράκα στη λεωφόρο!), κάτι που συμβαίνει όταν το φως διέρχεται μέσα από ρουβίδιο που έχει θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν.
6. Υπάρχουν άπειρα "εγώ" και "εσύ" που διαβάζουν τώρα αυτό το άρθρο.
Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, το σύμπαν που μπορούμε να παρατηρήσουμε (με όλα τα άστρα και τους γαλαξίες του) δεν είναι παρά ένα ανάμεσα σε άπειρα άλλα σύμπαντα που συνυπάρχουν δίπλα-δίπλα, όπως οι φυσαλίδες σε ένα αφρό. Επειδή είναι άπειρα, οτιδήποτε δεν είστε σε αυτό το σύμπαν, μπορεί να είστε σε ένα άλλο (αφήστε ελεύθερη τη φαντασία σας…). Αν και τα πιθανά "σενάρια" που εκτυλίσσονται στα διάφορα σύμπαντα είναι πάρα πολλά, ο αριθμός τους τελικά είναι πεπερασμένος και όχι άπειρος. Συνεπώς, ένα γεγονός (π.χ. το γράψιμο ή η ανάγνωση αυτού του άρθρου) πρέπει να έχει συμβεί άπειρες φορές στο παρελθόν (κάτι παρόμοιο είχε πει και ο Νίτσε, αλλά κατέληξε στο ψυχιατρείο).
7. Οι μαύρες τρύπες δεν είναι μαύρες.
Πολύ σκούρες μπορεί να είναι, αλλά όχι μαύρες. Στην πραγματικότητα, λάμπουν ελαφρά εκπέμποντας σε όλο το φάσμα της ακτινοβολίας -και στο μήκος κύματος του ορατού φωτός. Η εκπεμπόμενη ακτινοβολία αποκαλείται "ακτινοβολία Χόκινγκ", προς τιμήν του διάσημου φυσικού Στέφεν Χόκινγκ που πρώτος πρότεινε την ύπαρξή της. Επειδή συνεχώς εκπέμπουν ακτινοβολία, οι μαύρες τρύπες σταδιακά χάνουν μάζα και τελικά θα εξαφανιστούν, αν δεν αναπληρώνουν με κάποιο τρόπο (π.χ. από διαστρικά αέρια) την μάζα που συνεχώς χάνουν.
8. Δεν έχει νόημα η αναφορά σε παρελθόν, παρόν και μέλλον στο σύμπαν.
Σύμφωνα με την ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, δεν υπάρχουν στο σύμπαν πράγματα όπως το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον. Ο χρόνος είναι σχετικός. Ο δικός μας χρόνος μοιάζει με του διπλανού μας, επειδή βρισκόμαστε στον ίδιο πλανήτη και κινούμαστε με την ίδια ταχύτητα. Αν βρισκόμασταν ο ένας στη Γη και ο άλλος σε ένα άλλο πλανήτη και κινούμασταν με πολύ διαφορετική ταχύτητα, θα γερνούσαμε με διαφορετικό ρυθμό.
9. Ένα σωματίδιο εδώ μπορεί να επηρεάσει αυτομάτως ένα άλλο σωματίδιο στην άλλη πλευρά της Γης
Και πάλι η κβαντομηχανική με τα θαύματά της (το συγκεκριμένο αποκαλείται "κβαντική εμπλοκή"). Πειράματα έχουν δείξει ότι η παρατήρηση ενός σωματιδίου στο εργαστήριο μπορεί να επηρεάσει μυστηριωδώς ένα άλλο σωματίδιο σε μεγάλη απόσταση.
10. Όσο πιο γρήγορα κινείστε, τόσο πιο βαρύς γίνεστε.
Αν τρέχετε πραγματικά γρήγορα, κερδίζετε βάρος, ευτυχώς όχι μόνιμα, αλλά στιγμιαία. Αν κάτι κινείται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, αποκτά μεγάλη ενέργεια που γίνεται μάζα (ενέργεια και μάζα είναι ισοδύναμες, σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας). Το φαινόμενο αυτό όμως είναι αμελητέο στις χαμηλές ανθρώπινες ταχύτητες πάνω στον πλανήτη μας, έτσι οι σπρίντερ δεν έχουν ανιχνεύσιμο μεγαλύτερο βάρος όταν τρέχουν από ό,τι όταν μένουν ακίνητοι. Μετά από όλα αυτά, μπορείτε να συνεχίσετε να ζείτε την καθημερινή σας ζωή, σαν να μην τρέχει τίποτε. Αφήστε τον εαυτό σας να προβληματίζεται σε ένα άλλο σύμπαν!

Τρίτη 2 Σεπτεμβρίου 2014

 ΕΠΙΤΥΧΙΕΣ 2014

  • ΚΑΤΣΑΔΟΥΡΟΣ  ΗΛΙΑΣ  - ΙΑΤΡΙΚΗΣ (ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ)

  •  ΚΑΤΣΙΑΔΡΑΜΗΣ  ΝΙΚΟΛΑΟΣ  - ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΠΑΞΙΩΜΑΤΙΚΩΝ ΑΕΡΟΠΟΡΙΑΣ 
                                                                          (Σ.Τ.Υ.Α.)
  •  ΖΙΩΓΑΣ  ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ -  ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ   
                                                          ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ (ΧΑΝΙΑ)
  •  ΚΑΡΑΝΑΣΤΑΣΗΣ  ΜΑΡΙΝΟΣ - ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠΟΡΙΚΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ

  •  ΣΙΔΗΡΑ  ΜΑΡΙΑ    ΦΩΤΕΙΝΗ - ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΟ ΔΗΜΟΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ (ΒΟΛΟΣ)

  •  ΓΚΛΑΒΑΣ  ΓΕΩΡΓΙΟΣ - ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ Τ.Ε. (ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ)

  •  ΚΑΡΠΕΤΑΣ  ΣΤΑΥΡΟΣ - ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. (ΠΑΤΡΑ)

  •  ΖΥΓΟΥΡΗ  ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ - ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ (ΠΑΤΡΑ) - 
                                                            (ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ: 1.  ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ
                                                                                           2. ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ 
                                                                                           3. ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ  
                                                                                               ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ)
  • ΤΣΙΛΟΓΙΑΝΝΗΣ  ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΩΝ ΓΕΩΠΟΝΩΝ (ΑΡΤΑ)
                                                          (ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ:1. ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 
                                                                                         2. ΖΩΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 
                                                                                         3. ΑΝΘΟΚΟΜΙΑΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ     ΤΟΠΙΟΥ)