ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Κυριακή 11 Αυγούστου 2013
Σελ. /16
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΝΕΤΡΙΝΑ
Τα πιο παράξενα υποατομικά σωματίδια

Λίγοι φυσικοί είχαν το προνόμιο της ανακάλυψης ενός υποατομικού σωματιδίου. Ομως, όταν ο Βόλφγκανγκ Πάουλι διατύπωσε τη θεωρία για την ύπαρξη του νετρίνου, το 1930, κατακλύστηκε από τύψεις: «Εκανα ένα φοβερό πράγμα», δήλωσε αργότερα. «Δήλωσα την ύπαρξη ενός σωματιδίου που δεν μπορεί να ανιχνευτεί».

Το νετρίνο πράγματι δεν είναι εύκολο να το «πιάσεις». Ξεφεύγει εύκολα απ' όλα τα φυσικά φράγματα, μεταξύ αυτών και από τα υλικά που οι φυσικοί χρησιμοποιούν στους επιταχυντές σωματιδίων. Μάλιστα, η συντριπτική πλειοψηφία των νετρίνων περνάει μέσα από ολόκληρο τον πλανήτη, χωρίς να «ακουμπήσει» ούτε ένα άλλο σωματίδιο. Ωστόσο, οι φόβοι του Πάουλι αποδείχτηκαν υπερβολικοί. Το νετρίνο μπορεί να ανιχνευτεί, αν και η ανίχνευσή του απαιτεί μεγάλη προσπάθεια και πειραματική ευρηματικότητα.

Τα νετρίνα είναι τα πιο παράξενα από τα θεμελιώδη σωματίδια και από άλλες πλευρές. Δε συμμετέχουν στο σχηματισμό ατόμων, ούτε και έχουν οποιαδήποτε σχέση με τη χημεία. Είναι τα μόνα ηλεκτρικά ουδέτερα υποατομικά σωματίδια (τα νετρόνια δεν είναι στοιχειώδη). Είναι εξαιρετικά ελαφριά, έχοντας λιγότερο από το ένα εκατομμυριοστό της μάζας του αμέσως βαρύτερου στοιχειώδους σωματιδίου, του ηλεκτρονίου, που είναι και το ίδιο εξαιρετικά ελαφρύ. Σα να μην έφταναν αυτά, τα νετρίνα μεταμορφώνονται περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο σωματίδιο, μετατρεπόμενα σε μια από τρεις ποικιλίες («αρώματα») νετρίνων.

Αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια προκαλούν την κατάπληξη στους φυσικούς επί περισσότερα από 80 χρόνια. Ακόμα και σήμερα θεμελιώδη ερωτήματα για τα νετρίνα παραμένουν αναπάντητα: Υπάρχουν μόνο τρία αρώματα νετρίνων ή μήπως περισσότερα; Γιατί όλα τα είδη νετρίνων είναι τόσο ελαφριά; Είναι τα νετρίνα αντισωματίδια του εαυτού τους; Γιατί τα νετρίνα αλλάζουν «χαρακτήρα» με τέτοια απίστευτη ζωηρότητα;

Σε όλο τον κόσμο - σε επιταχυντές σωματιδίων, σε πυρηνικούς αντιδραστήρες, μέσα σε εγκαταλειμμένες στοές ορυχείων - τίθενται σε λειτουργία νέα πειράματα που έχουν σκοπό να απαντήσουν στα ερωτήματα. Οι απαντήσεις που θα δώσουν θεωρείται ότι θα προσφέρουν ουσιαστικές πληροφορίες για τις εσωτερικές λειτουργίες της ύλης σε πολύ βαθύ επίπεδο.

Οι παραξενιές του νετρίνο το κάνουν πολικό αστέρα που οδηγεί τους φυσικούς στο δύσκολο ταξίδι προς μια πιο ενοποιημένη θεωρία που θα περιγράφει με ένα συνεπές μαθηματικό σύστημα τα σωματίδια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις), εξαιρουμένης της βαρύτητας. Το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, η μέχρι στιγμής καλύτερη θεωρία για τα σωματίδια και τα πεδία, δε μπορεί να ενσωματώσει όλες τις ιδιαιτερότητες του νετρίνο. Χρειάζεται να επεκταθεί.

Ξετυλίγοντας το μαγγελανικό μυστήριο

Νέα δεδομένα από το Χαμπλ ρίχνουν φως στον τρόπο που δύο γαλαξίες δορυφόροι του Γαλαξία μας διατηρούν νεανική φωτεινότητα

Ο Γαλαξίας είναι κάτι πολύ περισσότερο από ένα μεγαλοπρεπές ουράνιο σπιράλ, που περιέχει δισεκατομμύρια άστρα. Είναι το επίκεντρο μιας γιγάντιας «αυτοκρατορίας», που εκτείνεται περισσότερο από ένα εκατομμύριο έτη φωτός και περιέχει περίπου 24 πιο μικρούς γαλαξίες, οι οποίοι περιφέρονται γύρω από το Γαλαξία, με τον ίδιο τρόπο που τα φεγγάρια περιφέρονται γύρω από ένα γιγαντιαίο πλανήτη.

Από τους δορυφόρους του Γαλαξία, κανένας δε συγκρίνεται με τα Νέφη του Μαγγελάνου, ένα ζευγάρι όμορφων γαλαξιών πιο ζωηρών και φωτεινών από οποιονδήποτε άλλο της γαλαξιακής ακολουθίας. Είναι ορατοί μόνο από το νότιο ημισφαίριο και αποτελούν ένα είδος μυστηρίου για τους αστρονόμους. Η βαρύτητα του Γαλαξία έχει ξεγυμνώσει όλους τους άλλους δορυφόρους γαλαξίες από τα αέρια που χρειάζονται για να σχηματιστούν μέσα τους νέα άστρα, αλλά το Μικρό και το Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος συνεχίζουν να είναι φωτεινά και ζωηρά, γεμάτα από λαμπερά νεαρά άστρα.

Τελευταία, συσσωρεύονται όλο και περισσότερα στοιχεία, που δείχνουν ότι τα Μαγγελανικά Νέφη είναι τόσο «υγιή», επειδή έχουν καταφέρει ως τώρα να αποφύγουν τη στενή επαφή με τον γαργαντούα Γαλαξία, που ξεγυμνώνει όποιον τον πλησιάζει πολύ. Μέχρι πριν από 7 χρόνια οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι τα Μαγγελανικά Νέφη κάνουν μια πλήρη περιφορά μέσα σε ένα έως δύο δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά τα νεότερα δεδομένα δείχνουν ότι μάλλον αυτό συμβαίνει σε τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, αν όχι περισσότερο. Πρόσφατες μετρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ ενισχύουν την άποψη ότι μάλλον πρόκειται για τον πρώτο γύρο των δύο μικρών γαλαξιών, ενδεχόμενο που εξηγεί τη νεανική τους εμφάνιση.

Ομως δε θα είναι πάντα έτσι. Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι ήδη το Μεγάλο Μαγγελανικό Νέφος αφαιρεί αέρια και άστρα από το Μικρό, που τείνει να γίνει ένας σφαιροειδής νάνος γαλαξίας, όπως οι άλλοι συνοδοί του Γαλαξία μας. Μην περιμένει να δει κανείς καμιά σχετική αλλαγή στο νυχτερινό ουρανό. Πρόκειται για διαδικασία που θα πάρει πολύ, πάρα πολύ χρόνο...

Γαλαξιακή πλοήγηση σκαθαριών!

Το ταπεινό σκαθάρι της κοπριάς ζει κάνοντας μπάλες τα περιττώματα, τις οποίες κυλάει ως τη φωλιά του, για να θρέψει την οικογένειά του. Αυτό όμως δε σημαίνει πως δεν έχει τα μάτια του στον ουρανό, ακόμα και τη νύχτα. Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι χρησιμοποιεί τον Ηλιο και τη Σελήνη ως οδηγούς για την κίνησή του σε ευθεία γραμμή. Ο ανταγωνισμός για την τροφή ανάμεσα στα σκαθάρια είναι έντονος και προτιμούν μόλις τη βρουν να την ασφαλίσουν παίρνοντας τον πιο σύντομο δρόμο, δηλαδή την ευθεία.

Ομως, όπως παρατήρησαν οι ερευνητές, τα σκαθάρια δεν λοξοδρομούν ούτε τις ξάστερες νύχτες χωρίς φεγγάρι. Για να διερευνήσουν το θέμα χώρισαν μερικά σκαθάρια σε τρεις ομάδες, από τις οποίες η μία φορούσε κάλυμμα στα μάτια, που δεν επέτρεπε να βλέπει τον ουρανό, η άλλη διαφανές κάλυμμα και η τρίτη καθόλου. Τα σκαθάρια χωρίς κάλυμμα και εκείνα με το διαφανές, δεν έκαναν ζιγκ ζαγκ, σε αντίθεση με εκείνα που δεν μπορούσαν να δουν καθόλου τον ουρανό.

Διερευνώντας παραπέρα, οι ερευνητές έκαναν το πείραμα και κάτω από το θόλο ενός πλανητάριου, διαπιστώνοντας προς έκπληξή τους πως όσο φαινόταν ο Γαλαξίας στο θόλο, τα σκαθάρια πήγαιναν ευθεία, αλλά όταν αφαιρούνταν μπερδεύονταν, παρότι τους άφηναν 18 φωτεινά αστέρια, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ως οδηγό. Με άλλα λόγια, τα σκαθάρια πλοηγούν όχι με βάση κάποιον «πολικό αστέρα», αλλά με βάση τη λιγότερο ζωηρή, αλλά πλατιά ζώνη φωτός του Γαλαξία, όπως φαίνεται στον καθαρό νυχτερινό ουρανό.




Διαβάστε στο «Ρ»
Ο καιρός
Weather data from openweathermap.org