ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Κυριακή 15 Μαρτίου 2015

Πώς οι βλεφαρίδες προφυλάσσουν από την ξηρότητα



Οι μακριές και καλοσχηματισμένες βλεφαρίδες βρίσκονται στη μόδα τουλάχιστον από την εποχή της Κλεοπάτρας. Οι επιστήμονες όμως ανακαλύπτουν για πρώτη φορά ότι η πραγματική τους λειτουργία είναι να προστατεύουν τα μάτια από την ξηρότητα. Ο Ντέιβιντ Χου από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Τζόρτζια των ΗΠΑ, αποφάσισε να πρωτοασχοληθεί με τη μελέτη των βλεφαρίδων πριν από τρία χρόνια, όταν παρατήρησε τη νεογέννητη τότε κόρη του να τις ανοιγοκλείνει. Στο εργαστήριο βιομηχανικής που διευθύνει, στρατολόγησε μεταπτυχιακούς φοιτητές και προσκάλεσε πολλούς συναδέλφους να συμμετάσχουν στην έρευνα. Η ερευνητική ομάδα έκανε μετρήσεις στις βλεφαρίδες διαφορετικών θηλαστικών, τα οποία στη μεγαλύτερη πλειοψηφία τους διαθέτουν βλεφαρίδες. Στη συνέχεια κατασκεύασαν ένα τεχνητό μάτι με βλεφαρίδες, το τοποθέτησαν μέσα σε μία σήραγγα αέρα και άρχισαν να διοχετεύουν πάνω του αέρα. Τέλος, δημιούργησαν μαθηματικά μοντέλα της ροής τού αέρα πάνω στις βλεφαρίδες...
Αυτό που ανακάλυψαν είναι ότι στα περισσότερα θηλαστικά, το μήκος των βλεφαρίδων είναι πάντα το 1/3 περίπου του πλάτους του ματιού, το οποίο, όπως αποδεικνύεται, είναι το ιδανικό μήκος για να εκτρέπει τη ροή του αέρα και να μειώνει την εξάτμιση. Ο δρ Χου, ο Γκουγιέρμο Αμαντόρ και πολλοί άλλοι ερευνητές από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Τζόρτζια, δημοσίευσαν τα ευρήματά τους πριν από λίγες εβδομάδες στο επιστημονικό περιοδικό Journal of the Royal Society Interface.

Ο Στίβεν Βόγκελ, επίτιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Ντιουκ, ο οποίος μελετά παρόμοια προβλήματα στον τομέα της βιομηχανικής, λέει ότι η έρευνα αυτή είναι «καταπληκτική». «Τώρα πια γνωρίζουμε γιατί οι βλεφαρίδες έχουν το συγκεκριμένο μήκος» λέει ο δρ Βόγκελ.

Διαφορετικές εξηγήσεις

Ο Φρανκ Φις, βιολόγος στο πανεπιστήμιο Γουέστ Τσέστερ, ο οποίος μελετά την κίνηση των ζώων στο νερό, επαινεί επίσης την ερευνητική αυτή δουλειά. «Αυτό που είναι αξιοσημείωτο σε αυτή τη έρευνα είναι ότι ακολουθούν έναν αριθμό διαφορετικών προσεγγίσεων για να επικυρώσουν τις ιδέες τους» λέει ο δρ Φις.

Στο παρελθόν, οι επιστήμονες έχουν καταθέσει διαφορετικές εξηγήσεις σχετικά με την ύπαρξη των βλεφαρίδων, συμπεριλαμβανομένης μιας που υποστηρίζει ότι προστατεύουν το μάτι από τη σκόνη που πέφτει από ψηλά και λειτουργούν σαν σένσορες πυροδοτώντας το ανοιγόκλεισμα, το οποίο βοηθάει στην προστασία του ματιού και το κρατά ενυδατωμένο.

Φυσικά, στο ανθρώπινο είδος, υπήρχε η αντίληψη ότι οι βλεφαρίδες διαδραματίζουν κάποιο ρόλο στην ερωτική επαφή και στην αποπλάνηση, ή, με βιολογικούς όρους, στο ζευγάρωμα. Ολες αυτές οι λειτουργίες μπορεί να αληθεύουν λέει ο δρ Χου, η εκτροπή όμως της ροής του αέρα γύρω από το μάτι είναι τόσο σημαντική που, από τους ελέφαντες μέχρι τα κουνέλια, η αναλογία του μήκους των βλεφαρίδων με το μήκος του ματιού είναι πάντα σταθερή.

Οι μετρήσεις

Η έρευνα ξεκίνησε με μετρήσεις βλεφαρίδων 22 ζωικών ειδών που βρίσκονται στο Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας. Αυτές οι μετρήσεις έδειξαν μία σταθερή σχέση με το μέγεθος του ματιού. Μαθηματικά μοντέλα της ροής του αέρα έδειξαν ότι το συγκεκριμένο μήκος, δηλαδή το 1/3 του πλάτους του ματιού, είναι το πιο αποτελεσματικό για την εκτροπή της ροής του αέρα, ενώ τα πειράματα στη σήραγγα αέρα ενίσχυσαν αυτά τα συμπεράσματα.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα πιάτο με νερό στο μέγεθος ματιού, και γύρω του τοποθέτησαν ένα πλέγμα, το οποίο εξασφάλισαν ότι μιμείται πιστά τον τρόπο λειτουργίας των ψεύτικων βλεφαρίδων που είναι φτιαγμένες από ανθρώπινες τρίχες. Το πραγματικό μήκος των βλεφαρίδων των θηλαστικών λειτουργεί εξαιρετικά, αποτρέποντας την εξάτμιση του νερού και εμποδίζοντας τα μικροσκοπικά αερομεταφερόμενα σωματίδια να προσγειωθούν στο νερό. «Εάν οι βλεφαρίδες είναι πολύ μακριές, τότε διοχετεύουν περισσότερο αέρα μέσα στο μάτι» λέει ο δρ Χου.

Εκτός από την ικανοποίηση της περιέργειάς του, και την προειδοποίηση αυτών που φορούν μεγάλες ψεύτικες βλεφαρίδες, ο δρ Χου λέει ότι η έρευνα μπορεί να βρει εφαρμογή σε ηλιακά πλέγματα, το οποία χάνουν την αποτελεσματικότητά τους όταν σωματίδια εναποτίθενται σε αυτά.
www.kathimerini.gr