Του Δημήτρη Δημόπουλου Εικόνα άρθρου. Ο ασθενής Ρ6, τρεις βδομάδες μετά την έκθεση του σε ραδιενεργό δόση 6 Sv. Tα φτωχά προάστια της Μπανγκόκ
Το Σαμούτ Πρακάν είναι μια επαρχία που βρίσκεται στο δέλτα του ποταμού Τσάο Πράγια στη Ταϊλάνδη. Αποτελεί μέρος της Περιφέρειας της Μπανγκόκ που είναι γνωστή για τον ζωντανό πολιτισμό, την ιστορία και τις διάφορες βιομηχανικές δραστηριότητες που πραγματοποιούνται σε αυτή. Γεωγραφικά, το Σαμούτ Πρακάν είναι κυρίως επίπεδο και γι’ αυτό ευνοεί μια μίξη αστικών και αγροτικών περιοχών, με περισσότερη αστική ανάπτυξη στον βορρά και καλλιεργήσιμα εδάφη στον νότο. Η εγγύτητα της περιοχής με τη Μπανγκόκ έχει οδηγήσει στην ίδρυση διαφόρων βιομηχανικών μονάδων, συμβάλλοντας στη δημιουργία μίας αντιφατικής κοινωνικής σύνθεσης στην επαρχία. Ενώ ορισμένα μέρη του Σαμούτ Πρακάν θεωρούνται πλούσια προάστια και κατοικούνται από πληθυσμό υψηλού εισοδήματος, το μεγαλύτερο μέρος των κατοίκων της επαρχίας αντιμετωπίζει σοβαρά οικονομικά προβλήματα και ζει κάτω από τα όρια της φτώχιας. Όσοι λοιπόν δεν εργάζονται στις μεγάλες βιομηχανικές μονάδες, προσπαθούν να εξασφαλίσουν εισόδημα με μικροδουλειές μέσα στις βιομηχανικές ζώνες με την επικρατέστερη να είναι «ανακυκλωτής μετάλλων», η αναζήτηση δηλαδή μετάλλων scrap για μεταπώληση σε μάντρες ανακύκλωσης. Η δραστηριότητα αυτή μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνη καθώς η συγκομιδή μετάλλων οδηγεί τους ανακυκλωτές σε περιοχές απόθεσης επικίνδυνων τοξικών υλικών και βιομηχανικών υπολειμμάτων. Του Δημήτρη Δημόπουλου Εικόνα εξωφύλλου. Ένας δίσκος ημικατεργασμένου ουρανίου (Πηγή: Office of Nuclear Energy) Η ανακάλυψη της Πυρηνικής Ενέργειας
Η πυρηνική ενέργεια ήταν ένας άγνωστος μηχανισμός παραγωγής ενέργειας για τον άνθρωπο, μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα. Αναμφίβολα, ο ίδιος ο πλανήτης μας και κάθε μορφή ζωής που γεννήθηκε και επιβιώνει σε αυτόν, διαμορφώθηκαν χάρις στην πυρηνική ενέργεια που παράγεται άφθονη στον πυρήνα του Ήλιου. Παρόλο όμως που το ηλιακό φως και η ζέστη του είναι κάτι άφθονο και δεδομένο για την ανθρωπότητα, στα πρώτα στάδια επιστημονικής και τεχνολογικής εξέλιξης των ανθρώπινων κοινωνιών, οι μόνοι τρόποι παραγωγής ή μετατροπής ενέργειας που μπορούσαν οι άνθρωποι να χρησιμοποιήσουν, ήταν από δευτερογενείς πηγές κυρίως μηχανικής ή χημικής φύσης. Του Γιώργου Σαββίδη Εικόνα άρθρου: Σοβιετικοί μηχανικοί μετρούν τη ραδιενέργεια εδάφους στην πόλη Πριπιάτ, 3 χλμ μακριά από το πυρηνικό εργοστάσιο του Τσερνόμπιλ, 1986. (Πηγή: Росатом) Κάθε ιστορική περίοδος χαρακτηρίζεται από ένα σύνολο κοινωνικοοικονομικών αναγκών στο πλαίσιο των οποίων ο άνθρωπος καλείται να επιβιώσει και να αναπτυχθεί. Η επίλυση προβλημάτων τόσο της καθημερινής ζωής όσο και η απάντηση σε φιλοσοφικά ερωτήματα, οδήγησε βαθμιαία στην ανάπτυξη της επιστημονικής έρευνας. Θεμέλια συστατικά της τελευταίας αποτελούν δύο διαλεκτικά συνδεδεμένες έννοιες: η θεωρία και το πείραμα. Η συγκέντρωση ενός συνόλου παρατηρήσεων οδηγούν στην ανάπτυξη ενός γενικότερου κανόνα περιγραφής της πραγματικότητας, την θεωρία. Από την άλλη, η ανάπτυξη της θεωρίας ωθεί στην εξέλιξη νέων πειραματικών μεθόδων και διατάξεων για την επαλήθευση θεωρητικών προβλέψεων. Μία κατηγορία τέτοιων διατάξεων αποτελούν οι ανιχνευτές αερίου γεμίσματος (Gas Filled Detectors).
Του Κώστα Φίλιππα Εικόνα 1. Μία καλλιτεχνική απεικόνιση των υπερχορδών (Έργο του RiverFox1). Τα τελευταία εκατό και πλέον χρόνια παραμονής μας στον πλανήτη ετούτο, η επιστημονική κοινότητα έχει αδιαμφισβήτητα πραγματοποιήσει εντυπωσιακά άλματα στο πεδίο της θεωρητικής Φυσικής. Μέσα από την παρατήρηση ότι το φως έχει την ίδια ακριβώς ταχύτητα σε όλα τα συστήματα αναφοράς κι ότι οι νόμοι του Ηλεκτρομαγνητισμού μένουν αναλλοίωτοι υπό τους μετασχηματισμούς του Lorentz (και όχι του Γαλιλαίου), ο απόλυτος χρόνος και χώρος του Νεύτωνα εγκαταλείφθηκαν για τον χωρόχρονο της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας [1]. Η δομική αδυναμία της Ειδικής Σχετικότητας να συμπεριλάβει την επιταχυνόμενη παρατηρήτρια και τη βαρύτητα οδήγησαν σχετικά γρήγορα στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας [2], μια ολοκληρωμένη κλασσική (κι όχι κβαντική) θεωρία για τη βαρύτητα. Έπειτα, η ίδια η αδυναμία της κλασσικής Φυσικής να εξηγήσει τη μικροσκοπική δομή της ύλης ώστε να αντιμετωπίσει το πρόβλημα της ακτινοβολίας μέλανος σώματος του Planck και το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο του Einstein θεμελίωσαν την Κβαντική Μηχανική [3], μια θεωρία για το μικροσκοπικό, που λίγο πολύ κρατεί ως έχει έναν ολόκληρο αιώνα μετά.
Του Γιώργου Μελαχροινού Εικόνα 1. Ο Erwin Schrödinger το 1933. Στο δεύτερο μέρος του άρθρου με τίτλο "Προς τη θεωρία του Καθιερωμένου Προτύπου" παρουσιάστηκε η γένεση της κβαντικής μηχανικής προκειμένου να μπορέσουν οι τότε επιστήμονες να εξηγήσουν την εκπομπή του μέλανος σώματος καθώς η κλασική φυσική αποτύγχανε να ερμηνεύσει το συγκεκριμένο φαινόμενο. Επίσης καταφέραμε να εξηγήσουμε ποιοτικά την ευστάθεια του ατόμου του Υδρογόνου χρησιμοποιώντας την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg.
$$(\Delta \hat{x})(\Delta \hat{p})\geqslant \frac{\hbar}{2}$$ Υπενθυμίζουμε ότι σε αυτήν την σχέση η θέση και η ορμή συμβολίστηκαν ως Δx και Δp και με το ^ (καπέλο) να είναι το σύμβολο του τελεστή. Για ποιο λόγο όμως ενδιαφερόμαστε τόσο πολύ για τους τελεστές; Ο λόγος είναι επειδή σε κάθε φυσικό μέγεθος, όπως η θέση, η ορμή, η στροφορμή, η ενέργεια κτλ αντιστοιχούμε έναν τελεστή και για αυτό μας ενδιαφέρουν οι ιδιότητές τους. Οι τελεστές για τις συγκεκριμένες φυσικές ποσότητες είναι οι {x}, {p}, {L}, {H} αντίστοιχα. Στο μαθηματικό παράρτημα στο τέλος του άρθρου μπορεί να βρει ο αναγνώστης χρήσιμες πληροφορίες για τους τελεστές. Του Γιώργου Μελαχροινού Στο πρώτο μέρος του άρθρου με τίτλο “Προς τη θεωρία του Καθιερωμένου Προτύπου” παρουσιάστηκαν οι σταδιακές προσπάθειες και έρευνες που έγιναν για την μελέτη και τη κατανόηση της φυσικής του ατόμου. Μέχρι στιγμής μπορούσαμε να περιγράψουμε τα πάντα με απλές κλασικές εξισώσεις ή ακόμα και με απλή γεωμετρία όπως μπορεί να κάνει κανείς στην σκέδαση Rutherford προκειμένου να υπολογίσει τις γωνίες σκέδασης των σωματιδίων α από τους πυρήνες χρυσού. Ωστόσο η θεωρία μας, έτσι όπως την έχουμε φτιάξει μέχρι στιγμής αποτυγχάνει να εξηγήσει την ευστάθεια του ατόμου και προβλέπει ακριβώς αντίθετα αποτελέσματα. Επίσης ένα ακόμη σημείο που η θεωρία μας αποτυγχάνει να εξηγήσει είναι και τα φάσματα εκπομπής των ατόμων, στα οποία ενώ θα αναμέναμε ολόκληρες περιοχές με φως παρατηρούμε μεμονωμένες διακριτές φωτεινές γραμμές. Αντίστοιχα και στα φάσματα απορρόφησης ενώ θα περιμέναμε τα άτομα να απορροφούν ολόκληρες μπάντες-περιοχές από μήκη κύματος, στην πραγματικότητα απορροφούν συγκεκριμένα μόνο μήκη κύματος.
Του Γιώργου Μελαχροινού Εικόνα 1. Ο πίνακας στοιχειωδών σωματιδίων του καθιερωμένου προτύπου (image credit: CERN) Το παρόν αποτελεί ένα πρώτο εισαγωγικό άρθρο σε μία σειρά άρθρων που θα ακολουθήσουν στα επόμενα τεύχη του Περιοδικού με θέμα τη φυσική των υψηλών ενεργειών και των στοιχειωδών σωματιδίων. Σκοπός των άρθρων είναι να παρουσιαστούν με όσο το δυνατόν απλό, περιεκτικό αλλά και κατανοητό τρόπο όχι μόνο οι θεωρητικές πτυχές της θεωρίας που περιγράφει σε εντυπωσιακή συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα τα φαινόμενα της σωματιδιακής φυσικής, που ονομάζεται Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά και οι πειραματικές έρευνες που γίνονται σε διεθνές επίπεδο σε ευρωπαϊκά και όχι μόνο ερευνητικά κέντρα. Τέλος, θα γίνονται αναφορές σε βιβλία και άρθρα τα οποία θα βοηθήσουν τον αναγνώστη να φτάσει πιο βαθειά στην κατανόηση της φύσης και θα γίνουν αναφορές σε θεωρίες που θα μπορούσαν να συμπληρώσουν τη θεωρία του Καθιερωμένου Προτύπου.
του Δημήτρη Δημόπουλου Εικόνα 1. Το πόδι του ελέφαντα όταν φωτογραφήθηκε το 1989. (photo: Росатом) Το πόδι Ελέφαντα (Elephant Foot) είναι ένα στερεοποιημένο πλέον μίγμα κυρίως δομικών μετάλλων, πυριτίου και ραδιενεργών υλικών που σχηματίστηκε κατά την τήξη του πυρηνικού αντιδραστήρα 4 στο Τσερνόμπιλ της Ουκρανίας, στις 26 Απριλίου 1986. Η δημιουργία του οφείλεται στη διαδοχική μηχανική αστοχία και τήξη των δομικών υλικών του εργοστασίου που χρησιμοποιήθηκαν στο εσωτερικό του αντιδραστήρα αλλά και στα κατάντη τμήματα του κτηρίου. Το μίγμα αυτό, τη στιγμή του σχηματισμού του, ήταν τόσο ραδιενεργό που μπορούσε να προκαλέσει θάνατο σε οποιονδήποτε παρέμενε κοντά του περισσότερο από λίγα λεπτά. Σήμερα παραμένει ακόμα εξαιρετικά ραδιενεργό.
|