Fizika - Zanimljivosti

[причалица]

nastavak:

- kada se i izvor i prijemnik kreću po istom pravcu brzinama vi i vp:

Tada se kombinacijom prethodnih slučajeva dobija da je frekvencija talasa koje registruje prijemnik u slučaju relativnog približavanja
fp = (c + vp )fi/(c - vi ) (*)

i u slučaju relativnog udaljavanja

fp = (c - vp )fi/(c + vi ) (*)

U slučaju elektromagnetnih tačaka Doplerov efekat ima drugačiju prirodu. Na primer za prostiranje svetlosti nije potrebna sredina, jer se svetlost prostire i u vakumu. Elektomagnetni talasi su materijalni sami po sebi. U slučaju elektromagnetnih talasa brzine vp i vi se ne odredjuju u odnosu na sredinu, već Doplerov efekat zavisi od relativne brzine izvora i posmatrača. Doplerov efekat nalazi primenu kod mernja brzine tela koje sa sobom nosi neki emiter talasa frekvence f, kao što su letelice i sateliti. U astronomiji se odredjuju brzine kretanja zvezda posmatrajući neku njenu spektralnu liniju odredjene frekvencije, na primer žutu natrijumovu liniju. i uporedjivanjem sa frekvencijom iste svetlosti elemenata na Zemlji. Talasne dužine svetlosti sa nekih zvezda nadjene su nešto duže ili nešto kraće u odnosu na talasne dužine istih atoma na Zemlji. To znači da se neke zvezde kreću ka, a druge od Zemlje; njihova relativna brzina se može izračunati na osnovu Doplerovog efekta u kom slučaju važi nešto drugačija relacija od (*).

[причалица]

Primena u medicini

Tip ehokardiografije koji pokazuje koliko dobro krv protiče kroz komore i zaliske srca, naziva se Doplerov ultrazvuk. Klasični ehokardiogram koristi zvučne talase da bi proizveo slike srca. Tokom ove procedure, radiolog koristi elektronski uređaj kako bi emitovao i apsorbovao ultra zvučne talase koji se reflektuju kada dosegnu ivicu dve strukture sa različitim gustinama. Slika proizvedena od strane ehokardiograma pokazuje ivice strukture srca, ali ne može da izmeri brzinu krvi koja protiče kroz srce. U Doplerovom ehokardiogramu, zvučni talasi određene frekvencije se emituju u srce. Zvučni talasi se odbijaju od krnih ćelija, prolazeći kroz srce i krvne sudove. Pomeranje ovih ćelija, bilo napred ili nazad u odnosu na emitovane talase, rezultuje promenom frekvencije koja se može izmeriti. Ovo pomaže kardiolozima da utvrde brzinu i pravac krvi koja teče ka srcu.

[причалица]

Primena u metereologiji

Radio talasi se emituju iz metereološke stanice na specifičnoj frekvenciji. Talasi su dovoljno veliki da intereaguju sa oblacima i drugim atmosferskim objektima. Talasi pogađaju objekte i odbijaju se nazad ka stanici. Ako se oblaci ili atmosferske padavine udaljavaju od stanice, frekvencija talasa koji se vraćaju će se povećavati. Međutim, ako se oblaci ili atmosferske padavine kreću ka stanici, frekvencija talasa koji se vraćaju će se smanjivati. Računari u radaru elektronski prevode promenu Doplerovih informacija o reflektovanim radio talasima u slike koje pokazuju brzinu i pravac vetra. Doplerove slike nisu iste kao slike koje daje standardni meteorološki radar. Takve slike se takođe zasnivaju na principu radara, ali one ipak nisu zasnovane na promenama frekvencije talasa. Umesto toga, metereološka stanica šalje snop energije, a zatim meri koliko se tog snopa energije vratilo natrag kao i vreme potrebno da se vrati. Ove informacije se koriste za pravljenje slika koje pokazuju intenzitet padavina tj. ono što stalno vidimo na metereološkim mapama , gde plava boja predstavlja slabe a nijanse crvene boje jake padavine.

[причалица]

Teorija relativnosti pokreće vaš automobil

autor: Milan Milošević

U poslednje vreme skoro svakodnevno koristimo uređaje za čiju konstrukciju i rad je neophodno poznavanje efekata teorije relativnosti, ali najverovatnije nikad niste pomislili da Ajnštajnova specijalna teorija relativnosti pokreće vaš automobil. Svaki put kad okrenete ključ u vašem automobilu relativistički efekti vam omogućavaju da upalite motor i krenete.

Na prvi pogled u automobilu ništa nema dovoljno veliku brzinu da bi efekti specijalne teorije relativnosti došli do izražaja, ali nije baš tako. Za pokretanje automobila potreban je olovni akumulator, a rad olovnog akumulatora nije moguć bez relativističkih efekata!

Prvi olovni akumulator napravio je francuski fizičar Gaston Plante (1859. god) oko 50 godina pre Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti (1905) i sve do pre nekoliko dana nije bilo moguće tačno opisati procese koji se odigravaju u akumulatoru. Rajeev Ahuja, sa Uppsala univerziteta u Švedskoj, sa saradnicima pokazao je da 80-85% napona akumulatora nastaje kao rezultat relativističkih efekata! Već dugo je poznato da relativistički efekti doprinose dobijanju napona u olovnim baterijama, ali ovo je prvo uspešno teorijsko opisivanje ovog procesa. [R Ahuja et al, Phys. Rev. Lett., 2010, DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.018301]

Brzine elektrona u većini atoma su mnogo manje o brzine svetlosti pa su time i relativistički efekti zanemarljivi, ali kod atoma sa masivnim jezgrom situacija je drugačija. Kod ovih masivnih atoma elektroni moraju da imaju veliku brzinu da bi opstali na stabilnim putanjama. Brzina elektrona oko masivnog jezgra nekad je približna brzini svetlosti! Ovi relativistički efekti menjaju raspored elektrona oko jezgra (masa elektrona postaje veća, orbite se smanjuju itd) i na taj način utiču na ponašanje celog atoma. Već dugo je poznato da relativistički efekti daju zlatu žutu boju, a živa je zbog njih tečna na sobnoj temperaturi. Olovo (atomska masa 82) je još jedan element velike mase.

Napon na olovnoj bateriji akumulatora iznosi 2,1V. Rajeev Ahuja i njegovi saradnici pokazali su da je za dobijanje 1.7-1,8V napona odgovorna Ajnštajnova specijalna teorija relativnosti. Opisivanje relativističkih efekata u atomu olova objasnilo je zbog čega je nemoguće napraviti bateriju od kalaja. Kalaj je element koji se u periodnom sistemu elemenata nalazi tačno iznad olova. U hemijskom smislu ovi elementi se ponašaju na potpuno isti način, ali napon koji bi proizvodila baterija napravljena od kalaja je mnogo manji od napona olova i takve baterije su neupotrebljive. Ova razlika u naponu nastaje zbog relativističkih efekata – kalaj ima atomski broj 50 i masa njegovog jezgra dosta je manja od mase jezgra olova. Ova razlika u masama dovodi do toga da se elektroni u atomu kalaja kreći manjim brzinama pa su relativistički efekti zanemarljivi. Bez tih efekata kalaj ne može da proizvede dovoljan napon.

Ovaj model uspešno je opisao relativističke efekte u teškim atomima. Verovano neće omogućiti unapređenje olovnih baterija ali sigurno će imati važnu ulogu u istraživanju alternativnih tipova baterija.

[причалица]

CERN: Lov na Božiju česticu je sužen

Istraživači Evropskog centra za nuklearna istraživanja su na tragu da otkriju Higsov bozon, dosada neuhvatljivu česticu , za kojom traga više od 8000 naučnika. Hipotetička čestica koja je ključ za razumevanja mase bi trebalo da bude otkrivena za godinu ili dve.
Iz CERN-a su proteklih dana optimistični po pitanju ovog epohalnog pronalaska i sve ukazuje na to da su fizičari na putu da pronađu Higsov bozon. Ipak, oni ističu kako je zasad preuranjeno govoriti o otkriću čestice.
„Božija čestica“, kako nazivaju ovu vrstu bozona , je gotovo saterana u ćošak i u lovu na nju učestvuje više nego 8000 naučnika iz svih krajeva sveta, a među njima ima veliki broj istraživača iz Srbije i Hrvatske.

Potraga za “Božjom česticom” jedno je od intelektualno i tehnološki najzahtevnijih istraživanja današnjice. Odvija se u sklopu eksperimenata na LHC (Veliki hadronski sudarač), preko pet milijardi evra vrednog istraživačkog instrumenta. Pomoću LHC-a naučnici pokušavaju da rekonstruišu uslove koji su vladali nakon rođenja svemira za koji neki smatraju da je nastao Velikim praskom pre 13,7 milijardi godina.
LHC na spektakularan je način pušten u pogon 10. septembra 2008. godine, ali desetak dana kasnije desilo se razočaranje jer je zbog kvara na jednom od provodljivih magneta, koji se nalaze na dubini od 100 metara u tunelu opsega 27 kilometara, došlo do prekida rada LHC-a, koji je posle popravke ponovo proradio 2009.godine.

LHC sada radi besprekorno o čemu najbolje govori podatak da su naučnici do juna prikupili toliko podataka koliko su planirali do kraja ove godine.

[supermen*prvi]

Počátkem všeho je černá díra, ukazuje nová teorie

Velký třesk je okamžikem zrození vesmíru, ale kde se vlastně vzal? S novou teorií přišel nyní původem černohorský fyzik Dragan Slavkov Hajdukovič, který pracuje v CERN u Ženevy. Jako zdroj počátku nabízí supermasivní černou díru.

Pocetak svega je Crna rupa. Pokazuje nova teorija

Veliki prasak je trenutak rodjenja svemira ali gde je u stvari nastao? Sa novom teorijom se pojavio Dragan Slavkov Hajdukovic, crnogorski fizicar koji radi u CERNU u Zenevi, kao izvor porekla nudu supermasivnu srnu rupu.a

[причалица]

CERN: "Božjoj čestici" nedostaje mesta za skrivanje

Tanjug | 25. 08. 2011. - 20:46h |

ŽENEVA - Neuhvatljiv Higsov bozon ili "Božja čestica", ukoliko uopšte postoji, izuzetno se dobro krije, kažu u Evropskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN) čiji je divovski eksperiment pomoću Velikog hadronskog akceleratora usmeren ka pronalaženju tog sićušnog elementa za koji naučnici veruju da je u osnovi svemira.
"Higsovom bozonu sve više ponestaje mesta za sakrivanje", kazao je profesor Rolf Hojer, generalni direktor CERN-a, na današnjoj konferenciji za štampu u Bombaju gde je agencija predstavila najnovije rezultate svog istraživanja.

Higsov bozon je hipotetička subatomska čestica kojom se prema Standardnom modelu objašnjava masa drugih čestica, a teoriju o njegovom postojanju postavio je 1964. godine škotski fizičar Piter Higs.
Dobio je nadimak "Božja čestica", jer se veruje da se svuda nalazi mada se pokazalo da se veoma spretno krije.
Naučnici u CERN-u pokušavaju da utvrde njegovo postojanje u Velikom hadronskom akceleratoru (LHC), smeštenom duboko pod planinama na francusko-švajcarskoj granici, i nadaju se da će do kraja 2012. uspeti da reše tu enigmu.
Hojer je rekao da hadronski akcelerator dobro radi, ali je pronalaženje misteriozne čestice problematično, jer se istraživanja sprovode na najnižim stupnjevima mase, poslednjem mestu na kojem bi bozon mogao da se krije.

On je uporedio proganjanje bozona sa traganjem za poljem pod snegom tokom mećave, dok je Pjer Odone, direktor američkog Fermilaba, rekao da je to kao posmatranje zvezda usred dana.
Direktor centra za istraživanje Serđo Bertoluči izjavio je u ponedeljak da su dosadašnji eksperimenti isključili sa 95 odsto sigurnosti postojanje Higsovog bozona na višim stupnjevima mase.
Hadronski akcelerator, koji se proteže kružnim tunelom dugim 27 kilometara, projektovan je za kontrolisano sudaranje dva snopa protona koji se kreću gotovo brzinom svetlošću u suprotnim pravcima.

U trenutku njihovog sudaranja nastaju temperature 100.000 puta veće od sunca, oponašajući tako uslove neposredno posle Velikog praska kada je došlo da stvaranja univerzuma pre 13,7 milijardi godina.
Higsov bozon je karika koja nedostaje u Standardnom modelu elementarnih čestica, teorije kojom se objašnjava kako poznate subatomske čestice međusobno reaguju u univerzumu.
Prof Rohini Godbol, teoretičarka fizike čestica Centra za fiziku visokih energija na indijskom Institutu za nauku u Bangaloru, kaže da je Sandardni model građen prethodnih 70 godina poput kule od karata.

"Pokušavamo da postavimo poslednje dve karte. Ukoliko nađemo Higsov bozon, te dve karte će se sastaviti, ako ne, cela kula će se raspasti", objasnila je ona, dodajući da je ipak optimista jer se sve što je dosad testirano ispostavilo tačnim.

[Cruz]

Ova sfera od tek 36 centimetara mogla bi srušiti teoriju relativnosti!

Kugla promjera svega 36 centimetara, koja na sebi ima 92 zrcala, izazvat će postojanost Einsteinove teorije relativnosti.

Laser Relativity Satellite, ili LARES, je sferični satelit, koji čeka lansiranje u Zemljinu orbitu putem nove Vega rakete Europske svemirske agencije (ESA). Ta je raketa napravljena kako bi teret ispod 2,5 tona na jeftiniji način podigla u orbitu.

LARES bi sutra trebao biti lansiran, a njegovu orbitu pratit će laseri sa Zemlje, čije će se zrake odbijati od njegovih zrcala. Teorija relativnosti kaže kako se gravitacija javlja od zakrivljenosti prostora i vremena. ako je to istina, Zemlja bi trebala vući za sobom prostor-vrijeme dok se okreće te na taj način lagano promijeniti i orbitu satelita.

Iako je teorija relativnosti prihvaćena kao teorija koja objašnjava gravitaciju, ona bi se mogla pasti ukoliko LARES izvrši vrlo precizno mjerenje. Znanstvenici očekuju kako bi mogli postići preciznost unutar pogreške od jedan ili manje posto, što je dovoljno da se Einsteinova teorija relativnosti uzdrma.

LARES je napravila Talijanska svemirska agencija, a sateliti prije njega uspjeli su izvršiti mjerenja s deset posto otklona, što nije bilo dovoljno, prenosi dnevnik.hr



Izvor: http://www.znanost.com

[Cruz]

Prvi put ikad snimili kretanje atoma unutar molekule!

Znanstvenici sa Sveučilišta u Ohiju uspjeli su po prvi put snimiti kretanje atoma unutar molekule i to uz pomoć nove tehnologije je jedan molekulin elektron pretvorila u nešto poput bljeskajuće žarulje.

Ta je tehnika omogućila potpuno novi način snimanja molekula, a jednog dana bi znanstvenicima mogla pomoći i u kontroli kemijskih reakcija na atomskoj skali.

Fotografije su snimljene uz pomoć ultrabrzog lasera koji je ‘ispalio’ 50 femtosekundnih pulseva (jedna femtosekunda je kvadrilijun od sekunde) kako bi snimio elektron izvan vanjske ljuske. Taj elektron, koji je izbačen sa svojeg mjesta, vraća se nazad udarajući u molekulu i dok to čini proizvodi neku vrstu ‘rasvjete’ koja je znanstvenicima potrebna da bi snimili fotografiju same molekule.

Mjerenjem raspršenog signala elektrona pri ‘sudaru’ s molekulom znanstvenici su uspjeli rekonstruirati ‘unutarnji ustroj’ molekule, uključujući i položaje jezgre atoma. Štoviše, iako je vrlo kratak period između trenutka kada je atom ‘nokautiran’ i trenutka kada se vraća nazad u molekulu, znanstvenici su uspjeli snimiti sve što se događa s atomom u tom periodu. To im je omogućilo da naprave kratak film o kretanju atoma unutar molekula.

Znanstvenici su za eksperiment koristili molekule kisika i dušika. U budućnosti planiraju fotografiranje složenijih molekula i na kraju, nadaju se kako će otkriti na koji način precizno kontrolirati kemijske reakcije na atomskoj razini.

Izvor: znanost.com

[причалица]

Kineskim naučnicima je pošlo za rukom da izvrše teleportaciju kvantnog objekta na razdaljinu od gotovo 100 km, što je prva ikada uspešno izvršena teleportacija na tako veliku daljinu i otvara mogućnosti za realnu primenu ove tehnologije.

Kvantna teleportacija se, naime, vrši već više od 10 godina, ali još nikada do sada na razdaljinama koje bi bile od neke koristi za ljude u stvarnom svetu.

Prema definiciji stručnog časopisa “Tehnolodži rivju”, kvantna teleportacija ne predstavlja dematerijalizovanje i ponovno materijalizovanje fizičke materije, već upotrebu fotona za prenos kvantnog stanja jednog objekta na drugi.


Time se omogućava da (objekt) prijemnik postane svojevrsni klon (objekta) predajnika. To je nešto približno analogno procesu u kome bi se svest jedne osobe preselila u telo druge.

Uz pomoć lasera od 1,3 vata naučnici su razvili mehanizam navođenja koji omogućava prelazak fotona sa mesta A do mesta B a da se on pritom ne izgubi.

Jednu od primena ove tehnologije koju naučnici očekuju sa naročitim uzbuđenjem predstavlja kvantna komunikacija uz pomoć satelita - koja može da se iskoristi za kvantnu kriptografiju.

izvor: www.blic.rs

[причалица]

Šesnaestogodišnji Šourja Raj, nemački učenik rođen u Indiji, uspeo je da reši matematičku zagonetku koju je postavio Isak Njutn pre oko 350 godina. U pitanju su dva problema iz oblasti dinamike čestica koje su fizičari do sad uspevali da reše samo pomoću računara.

Zahvaljujući genijalcu Šourji Raju, naučnici sada mogu samostalno da izračunaju putanju bačene lopte i da predvide kako će se ona odbijati od zidova i gde će pasti.

Tinejdžer je za problem, koji je postavio matematičar i fizičar Isak Njutn, saznao tokom posete univerzitetu u Drezdenu, gde su profesori tvrdili da ga je nemoguće rešiti, prenosi "Dejli Mejl".

- Mislim da se radilo o naivnosti jednog školarca. Bio sam uveren da zaista postoji rešenje do koga je moguće doći - objasnio je Raj.

Momak je počeo da rešava komplikovane jednačine još sa šest godina, ali ne smatra sebe genijalcem.

- Postoji mnogo stvari u školi u kojima bih voleo da sam bolji. Fudbal je jedna od njih - istakao je Raj.

Prve matematičke probleme Raju je postavljao njegov otac, inženjer zbog čijeg posla se čitava porodica preselila iz Indije u Nemačku.

Iako momak nije znao ni reč nemačkog kada se doselio, profesori su brzo primetili njegov intelekt i tako je momak preskočio dva razreda škole.

izvor: www.blic.rs

[причалица]

Među komentarima članaka o dugo očekivanom otkriću Higsovog bozona u svetskim medijima upadljivo često se ponavlja jedan, koji od prilike glasi: “Molim vas, neka mi neko objasni jednostavnim jezikom, meni tu ništa nije jasno”. Podstaknut njime, urednik naučnog bloga britanskog “Gardijana” zamolio je svoje saradnike da mu pronađu priču o Higsovom bozonu koja bi bila jasna i sedmogodišnjem detetu, a od ponuđenih verzija, odabrao je sledeću...

Jednom davno, u jednoj dalekoj zemlji, živele su dve zavađene porodice: Fermioni i Bozoni. Fermioni su bili poznati po svom neobičnom plesu sa polu-okretom. Elektroni, Protoni i Kvarkovi bili su Fermioni.

Bozoni su, međutim, dok plešu pravili pune okrete, i prezirali su polu-okret. Fotoni i Gluoni su bili Bozoni. Pričalo sa da Bozoni imaju i davno izgubljenog starijeg brata, po imenu Higsov Bozon, koga odavno niko nije video.


Jednog dana, u kraj u kom su zavađene porodice živele dođe jedan veoma star i mudar čovek. Ispričao im je da svoju svađu oko polu-okreta i punog okreta treba da prekinu, jer su nekada svi bili isti, i nisu imali masu.

“Na početku vremena, kada je stvoren svemir” - reče im starac - “svi ste rođeni jednaki. Ali onda ste upali u magično polje, zvano Higsovo polje, koje vas je izmenilo i učinilo različitim, sve osim fotona, koji su ostali kakvi su i bili”.

Starac im reče još i da je ovo misteriozno polje stvorio Higsov Bozon - davno izgubljeni stariji brat Bozonovih.

Porodice su, naravno, odbile da poveruju takvu glupost, pa stoga starac krenu da nađe Higsovog Bozona i da im dokaže da je bio u pravu.

U ovom poduhvatu, za pomoć je zamolio naučnike iz Cerna.

I tako, najzad, drevnoj se zavadi bliži kraj.

izvor: www.blic.rs

[причалица]

Kako fizičari računaju površinu?

Dok na matematici učite komplikovane formule za površinu raznih mnogouglova, fizičari to rade tako što makazama iseku nacrtan mnogougao, kao i kvadrat 1cm×1cm od istog papira, a zatim izmere na preciznoj vagi masu mnogougla i masu kvadrata. Odnos ova dva broja je površina kvadrata u cm2.

Još bolji metod koji fizičar neretko koristi je da nacrta mnogougao na svesci na kvadratiće i da prebroji tačke preseka linija (čvorova kvadratne rešetke) unutar mnogougla i na ivicama, kao na slici. Ako sa U obeležimo broj tačaka unutar mnogougla, a sa I broj tačaka na ivicama, površina se može aproksimirati sa izrazom P=U+I/2−1 u jedinicama površine malog kvadratića. Ako temena mnogougla leze na čvorovima rešetke ovo više nije aproksimacija već tačna vrednost površine. Tako mnogougao na slici ima površinu tačno jednaku P=7+8/2−1=10 kvadratića. Teorema koja ovo garantuje zove se Pikova teorema, čija je jedna od lepših posledica da trougao nacrtan na svesci na kvadratiće sa temenima u čvorovima koji ne sadrži ni jedan drugi čvor rešetke osim tri temena (ni na ivicama ni unutar) ima uvek površinu P=0+3/2−1=1/2. Možete dati učenicima zadatak da nacrtaju par primera ovakvih trouglova površine pola. Pored jednostavnih (tipa tri temena malog kvadrata) ima ih dosta različitih i interesantnih.

[причалица]

Dvojica uglednih naučnika i stručnjaka za kvantnu fiziku - Stjuart Hemerof, počasni profesor Odeljenja za anesteziologiju i psihologiju i direktor Centra za izučavanje svesnosti na Univerzitetu Arizone, i ser Rodžer Penrouz, britanski fizičar - tvrde da iskusvo bliske smrti nastaje kada kvantna supstanca koja čini dušu napušta nervni sistem i odlazi u svemir.

Prema ovoj ideji, svest predstavlja program kvantnog kompjutera u mozgu, koji čak i posle smrti može da opstane u univerzumu, što objašnjava doživljaj osoba koje imaju iskustvo bliske smrti. Ova teorija je zasnovana na kvantnoj teoriji svesti, koju su razvili Hemerof i Penrouz i koja tvrdi da je suština duše sadržana u strukturama nazvanim mikrotubule unutar moždanih ćelija. Dvojica uglednih naučnika tvrde da naše iskustvo svesti predstavlja rezultat efekta kvantne gravitacije u ovim mikrotubulama, a svoju teoriju su nazvali orkestrirano objektivno smanjivanje, odnosno skraćeno Orch-OR. Teorija, pritom, podrazumeva da naše duše predstavljaju više od puke interakcije neurona u mozgu i da se zapravo sastoje od iste tvari od koje je načinjen i svemir, te da možda postoje još od početka vremena.



Ovaj koncept je sličan budističkom i hinduističkom verovanju da svest predstavlja integralni deo svemira, odnosno da je zapravo možda i sve što zaista postoji, što je stav sličan stavu zapadnog filozofskog idealizma. Uz ovakvo uverenje, dr Hamerof tvrdi da pri iskustvu bliske smrti mikrotubule gube kvantno stanje, ali da se informacija unutar njih ne uništava, već da napušta telo i vraća se u kosmos.

- Ako se pacijent oživi, ova kvantna informacija može da se vrati u mikrotubule i tada pacijent kaže da je imao iskustvo bliske smrti. A ako pacijent umre, moguće je da kvantna informacija postoji izvan tela, možda i beskonačno, kao duša - navodi dr Hamerof.

Ova teorija se, očekivano, našla na udaru kritike više empirijski orijentisanih mislilaca. Dr Hamerof, međutim, veruje da istraživanja kvantne fizike počinju da potvrđuju njegovu i Penrouzovu teoriju, budući da je u novije vreme potvrđeno da kvantni efekti podržavaju mnoge važne biološke procese, kao što su fenomen mirisa, navigacija ptica i fotosinteza.

http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Zanimljivosti/350675/Iskustvo-bliske-smrti-nastaje-kad-dusa-napusta-nervni-sistem-i-odlazi-u-svemir

[причалица]

Научници МГУ: Графен уклања радиоактивно загађење

Научници Московског државног универзитета „Ломоносов“ (МГУ) открили су својство графена које се може користити за чишћење терена од радијације и за експлоатацију ретких земних метала и уљног шкриљца.


Графен је супстанца која се састоји од чистог угљеника, с тим што су атоми повезани у правилним шестоугаоницима, слично као у графиту. Разлика је у томе што су атоми графена сложени само „у једном слоју“, тј. листић графена има дебљину само једног атома. Стога је графен веома лак: 1 квадратни метар тежи само 0,77 милиграма. Фотографија из слободних извора.

Научници из лабораторија Московског државног универзитета „Ломоносов“ и Рајс универзитета (САД) открили су својство графена захваљујући коме он великом брзином може да извлачи радиоактивне материјале из водених раствора. То својство се може искористити приликом чишћења локалитета заражених радијацијом, као што је, на пример, „Фукушима“, а такође и за усавршавање технологије експлоатације ретких земних метала и добијања нафте и гаса из уљног шкриљца. Њихов научни рад је објављен у часопису Physical Chemistry Chemical Physics.
Експерименти су показали да микроскопски листићи оксида графена, истањени до дебљине једног атома, брзо везују радионуклиде различитог порекла и сабирају њихове појединачне јоне у чврста тела. Ти листићи се брзо растварају у води, при чему извлаче из ње радиоактивне материје и згрушавају се тако да их је лако издвојити, а затим на неки начин елиминисати.
По речима Џејмса Тура који је предводио тим са Рајс универзитета, то откриће може бити од огромне користи у чишћењу локалитета заражених радиоактивним материјалима, као што је, на пример, територија пострадале нуклеарне електране „Фукушима-1“.
Штавише, по Туровим речима, откриће може битно да смањи трошкове технологије такозваног „фракинга“, помоћу кога се данас гас и нафта добијају из шкриљца.

Чудесни материјал
Оксид графена је и иначе изванредан материјал. Он се појавио убрзо после самог графена и одмах се испоставило да му примена може бити врло разноврсна. Због тога није било изненађујуће ни ново својство оксида графена да чисти воду од радијације.
Међутим, изненађујућа је феноменална брзина којом се врши то чишћење, каже Степан Калмиков, шеф Лабораторије за дозиметрију и радиоактивну загађеност човекове средине Хемијског факултета МГУ.

Туров тим је синтетисао листиће оксида графена, а експерименти са њима вршени су у Калмиковљевој лабораторији. Научници су испитивали те листиће у растворима који садрже уран, плутонијум, а поред тога садрже и натријум и калцијум, јер ти елементи ометају апсорпцију. Међутим, и поред свих сметњи оксид графена се показао као далеко ефикаснији и бржи од сорбената (бентонита и гранулисаног активног угља) који се традиционално користе за чишћење од радијације. Радиоактивне примесе су се претварале у талог за само неколико минута.

По речима Џејмса Тура, идеја да се оксид графена користи за чишћење од радијације и да се у том правцу изврше одговарајући заједнички експерименти појавила се пре неколико година, када су се на једном научном скупу случајно срели његов асистент Александар Сљесарев и Ана Романчук, асистенткиња из Калмиковљеве лабораторије. Треба истаћи и то да су сви аутори поменутог чланка Руси, осим самог Џејмса Тура.
Један од главних праваца овог заједничког рада било је извлачење радиоактивних изотопа актиноида и лантаноида из раствора. Тих тридесет елемената Мендељејевљевог система елемената чине групу такозваних ретких земних метала (РЗМ). Експлоатација РЗМ је врло штетна по здравље због присуства радиоактивних изотопа у њиховим рудама и растворима, и зато је у САД, на пример, забрањена, јер не одговара еколошким стандардима, иако су ретки земни метали све неопходнији за електронику, нарочито за производњу мобилних телефона. У Кини не постоје такве еколошке забране, и то је један од битних разлога што Кина данас држи монопол у експлоатацији РЗМ.

Можда ће чишћење ретких земних метала моћи битно да ослаби тај монопол. Што се тиче „фракинга“ о коме је говорио Џејмс Тур, ту се такође ради о радионуклидима природног порекла. Током тог процеса смеса воде, песка и низа хемијских једињења под притиском се убацује у хоризонтално рударско окно. Под утицајем те смесе стварају се пукотине на унутрашњој површини окна, и када се затим смеса исисава напоље, заједно са њом из пукотина почиње да излази ослобођени гас или ослобођена нафта. Реч је о врло скупој и нееколошкој процедури чија се штетност између осталог мери и радионуклидима избаченим на површину заједно са водом. Та вода се, међутим, такође може чистити помоћу оксида графена.

http://ruskarec.ru/articles/2013/01/...nje_19401.html

[причалица]

Fizika je istoričarima umetnosti otkrila novu dimenziju Pikasove genijalnosti…

Pablo Pikaso je pomerio granice umetnosti sa kubizmom, ali je takođe bio vrlo inovativan i kada je reč o upotrebi boje. Rendgenske analize nekih od njegovih remek dela rešile su dugogodišnju misteriju o vrsti boje koju je Pikaso koristio na svojim platnima, čineći ih neobično glatkim i sjajnim. Ispostavilo se da je u pitanju - najobičnija farba za domaćinstvo.

Istoričari umetnosti su dugo sumnjali da je Pikaso jedan od prvih majstora slikarstva koji je koristio farbu kako bi postigao karakterističan sjaj koji sakriva pokrete njegove četkice. Do sada, međutim, nije bilo potvrde za ovu pretpostavku.

U okviru novog istraživanja, fizičari iz Argon Nacionalne laboratorije iz Lemonta, usmerili su jake X zrake ka Pikasovoj slici „Crvena fotelja”, iz 1931. godine, koju su pozajmili od Instituta umetnosti iz Čikaga. Uz pomoć instrumenta pod nazivom nanoprob, moguće je „videti” detalje do nivoa pojedinačnih čestica, i time otkriti čak i raspored pojedinih hemijskih elemenata u boji.

Analiza je pokazala da je Pikaso koristio emajl boje koje precizno odgovaraju hemijskoj strukturi prvog komercijalnog brenda farbi za kuću, pod imenom Ripolin. Istraživači su mogli da uporede pigment sa slike sa bojama koje su bile dostupno u to vreme analizirajući desetine godina stare uzorke boja koje su kupili na Ebay-u.

Šta više, detaljnijim ispitivanjem uz pomoć X zraka, fokusiranim na pigmente boje veličine svega 30 nanometara (poređenja radi, običan list papira je debljine od 100 hiljada nanometara), određen je čak i region u kome je farba proizvedena.


„Instrument omogućava jedinstvenu vizualizaciju informacija o hemijskom sastavu unutar pojedinačnog zrna pigmenta boje, što gotovo u potpunosti otklanja sumnju da je slikajući neka od svojih remek dela, Pikaso koristio najobičniju kućnu farbu“, objašnjava vođa istraživanja Voker Rouz.


Istoričari umetnosti veruju da je Pikaso eksperimentisao sa Ripolinom kako bi postigao drugačiji efekat u odnosu na ono što donosi tradicionalna uljana boja, koja se sporo suši. Nasuprot njoj, farba se suši brzo i ostavlja utisak mermerne površine i zamagljenih ivica, a mogu se uočiti i kapljice farbe. Ipak, stručnjaci nisu mogli biti sigurni bez dokaza da li je zaista farba ključ za specifičan izgled Pikasovih platna.


„Izgled može da zavara, pa je zato ovo mesto gde umetnost može imati koristi od naučnog istraživanja", rekla je Frančeska Kasadio, viši konzervator sa Instituta umetnosti u Čikagu. „Morali smo rastavimo boju na najsitnije delove, tražeći „otisak prsta“ koji će nas odvesti od osumnjičenog Ripolina.“

http://www.nationalgeographic.rs/ves...emek-dela.html

[причалица]

Ispod apsolutne nule

Foto: Shutterstock

Mada teorijski ništa ne može biti hladnije od nula stepeni Kelvinove skale, grupa nemačkih fizičara je uspela da napravi i negativnu temperaturu

Nedavno je grupa istraživača sa univerziteta Ludvig Maksimilijan u Minhenu, na čelu sa doktorom Urlihom Šnajderom, uspela da po prvi put u laboratoriji dobilje gas atoma čija je temperatura niža od apsolutne nule. Ovo je svakako važan trenutak za fizičare, pre svega zbog toga što teorijski ništa ne može biti hladnije od nula stepeni Kelvinove skale.

Međutim, nije sve baš tako jednostavno. Negativna temperatura ne predstavlja smrznuti gas na kom se hvataju ledenice kao na niskim temperaturama sa kojima se susrećemo, već nešto sasvim drugačije. U pitanju su energije čestica datog sistema.

No, pre svega, moramo razjasniti o kojoj skali govorimo kad pričamo o negativnoj temperaturi. Naime, termini kao „voda mrzne ispod 0◦C“ ili „temperatura u planinskim predelima danas dostiže i -20◦C“ se svakodnevno mogu pročitati u udžbeniku iz fizike ili čuti u vremenskoj prognozi. Mora se napomenuti da su ove temperature date na Celzijusovoj temperaturnoj skali, koja je mnogo bliža opštoj upotrebi.

Fizičari, međutim, umesto Celzijusove, koriste Kelvinovu temperaturnu skalu, čija nula se nalazi na -273,15 ◦C, gde čestice nemaju nikakvu energiju, odnosno ne kreću se. Imajući to u vidu navedena vest dobija na značaju.

Lasersko hlađenje

Još 1848. godine lord Kelvin je osmislio temperaturnu skalu na taj način da ne može postojati temperatura manja od apsolutne nule. Ona predstavlja teorijsko stanje u kom čestice materijala nemaju nikakvu kinetičku energiju a povećanje temperature predstavlja povećanje srednje vrednosti energije kretanja svih čestica. Kako je onda moguće da se bilo kakve čestice nađu u stanju sa negativnom temperaturom u kelvinima?


Kako su dr Šnajder i njegov tim u tome uspeli? Kao sistem koristili su ultrahladan gas atoma kalijuma, na temperaturi tek nešto iznad apsolutne nule, u vakuumu. Koristeći lasere i magnetno polje, postavili su atome u formu rešetke u kojoj se oni međusobno odbijaju. Ovo predstavlja sistem u osnovnom energetskom nivou, na vrlo niskoj temperaturi. Vakuum služi kako bi ceo sistem bio energetski izolovan od okoline.


Naučnici su potom veoma brzo podesili magnetno polje tako da se čestice međusobno privlače, umesto da se odbijaju. Time su one dovedene iz stanja sa minimumom energije u visoko energetsko stanje pre nego što uspeju da odreaguju. Sa pozitivnom temperaturom ovakav skok bi bio veoma nestabilan i atomi bi se međusobno privukli. Međutim, sistem lasera raspoređuje energije tako da atomi ostaju na mestu. Kao rezultat, gas atoma prelazi iz stanja sa temperaturom iznad apsolutne nule u stanje sa milijarditim delom kelvina ispod apsolutne nule.


Čestice na brdu

Ceo eksperiment se može objasniti i na malo drugačiji način. Već smo rekli da na 0◦K čestice gasa nemaju kinetičku energiju, odnosno miruju. Povećanjem temperature sve veći broj čestica dobija višu energiju i prelaze u viša energetska stanja.


Prelaskom u više nivou, što očitavamo kao rast temeprature, povećava se stepen neuređenosti sistema, odnosno entropija. Kako se gas zagreva, povećava se srednja energija čestica, pa neke od njih dobijaju mnogo energije, dok druge dobijaju manje.


Zamislimo ovu situaciju kao jedno brdo, na koje čestice pokušavaju da se popnu. One sa više energije će stići do vrha, one sa manje će se raspodeliti po padini, a biće i onih koje su u dolini.


Najviša moguća pozitivna temperatura predstavlja stanje sistema sa najvećim stepenom neuređenosti. To znači da su čestice jednako raspoređene po našem energetskom brdu.


Dalje smanjenje temperature bi značilo smanjenje entropije, tj ponovno uređivanje sistema. Distribucija energije bi bila obrnuta, sa većim brojem čestica na višem energetskom nivou (na vrhu brda) nego u osnovnom stanju, čime bi dobili početak negativne temperaturne skale.

Tamna strana

Gasovi sa negativnom temperaturom mogli bi se pokazati kao izuzetan alat u rukama fizičara. Hladni atomi se već koriste pri simulaciji interakcija nekih subatomskih četica, a negativne temperature bi mogle pokazati neke događaje koji su nemogući na pozitivnim.


Materijali sa negativnom temperaturom su jedno od mogućih rešenja za visoko efikasne motore. Savladavanju apsolutne nule najviše se ipak raduju naučnici koji se bave kosmološkim istraživanjima.


Tamna energija, za koju se pretpostavlja da je odgovorna za širenje univerzuma ima negativan pritisak, što bi kao posledicu moglo da ima negativnu temperaturu.
Ovo bi moglo da objasni kako, uprkos gravitacionoj sili koja privlači sve čestice međusobno, one bivaju odbijene kao u Šnajderovom eksperimentu. Objašnjavanje koncepta tamne energije i negativne temperature je veliki korak ka razumevanju našeg univerzuma.

http://www.nationalgeographic.rs/ves...utne-nule.html

[причалица]

Dokazano! Mapa svemira koju su pomoću svemirske laboratorije „Plank“ napravili naučnici pokazala je anomalije koje mogu da znače samo jedno: naš univerzum je samo jedan od milijardi sličnih u multiverzumu.




Svemirska mapa

Ova mapa, na kojoj je prikazana kosmička mikrotalasna radijacija pre 13.8 milijardi godina, prvi je i konačni dokaz pretpostavke o multiverzumu, o kojoj se ozbiljno priča već desetak godina.

Naime, otkriveno je da su u ranom univerzumu postojale anomalije u rasporedu kosmičke mikrotalasne radijacije, koje ne mogu biti objašnjene osim ukoliko se u priču ne uvedu drugi univerzumi i gravitacioni uticaj koji oni imaju na naš.

Na mapi koju je napravio teleskop na „Planku“ jasno se vidi da je koncentracija radijacije mnogo jača na južnoj polovini, dok na sredini postoji „mrtva tačka“, koja se ne uklapa u standardni model fizike sa jednim univerzumom.

Ove anomalije su, inače, 2005. godine predvideli Lora Mersini Houton, fizičarka sa Univerziteta Severna Karolina, i Ričard Holmen, profesor na Univerzitetu Karnegi Melon.

Hipoteza

- Naša hipoteza je dokazana. Istraživanja pokazuju da van našeg postoji beskonačno mnogo drugih univerzuma. Ove anomalije, koje vidimo na mapi, rezultat su gravitacionog uticaja drugih univerzuma na naš dok se formirao posle Velikog praska – kaže Lora Mersini Houton. Evropska svemirska agencija (ESA) izdala je dramatično saopštenje posle ovog pronalaska:

„Zbog velike preciznosti mape koju je napravio ‚Plank‘, sada je moguće locirati izvesne neobjašnjive osobine, koje izgleda zahtevaju potpuno novu fiziku.“

- Ovakve ideje nekome mogu zvučati blesavo sad, ali tako je pre samo tri decenije zvučala i teorija o Velikom prasku. Ali onda smo dobili dokaze za nju – rekao je Malkolm Peri, profesor fizike na Kembridžu.

http://www.vestinet.rs/video-2/najvece-otkrice-svih-vremena-dokazano-da-postoji-bezbroj-univerzuma

[причалица]

Проблем три тела која орбитирају у свемиру стар је неколико стотина година, а Милован Шуваков и Вељко Дмитрашиновић направили су велики пробој с новим решењима


Рад је јуче објављен у најпрестижнијем физичарском часопису „Физикс ривју летер”

Откако се у петак на порталу часописа „Сајенс” појавила вест да српски научници имају нова решења за такозвани проблем три тела, Милован Шуваков и Вељко Дмитрашиновић добијају на десетине мејлова од физичара из целог света.

– Један колега у Наси је већ сутрадан проверио решење и послао ми фотографије свог модела. Научници то више размењују као неку врсту мозгалице, јер им је интересантно – каже Шуваков.

Рад је јуче објављен у најпрестижнијем физичарском часопису „Физикс ривју летер”. Занимљиво је да су двојица истраживача Института за физику успех постигла у области у којој су фактички аутсајдери. Дмитрашиновић је докторирао у САД и бави се теоријом елементарних честица, а Шуваков је докторирао у Љубљани и проучава транспорт наелектрисаних честица кроз гасове.

У истраживању, које им је више било као хоби, нашли су нова решења за проблем три тела која орбитирају једна око других – стару загонетку за коју нових решења није било скоро 20 година.

– Њутн је у истој књизи у којој је објавио закон о гравитацији дао и своје решење за два орбитирајућа тела да ако задате брзине и масу, математика може тачно да каже по каквим кривама ће та тела да се крећу. За разлику од тога, проблем три тела не може да се реши математички, што је Хајнрих Бурнс показано два века након што је Њутн формулисао проблем – објашњава Шуваков.

За 300 година откривене су само три фамилије решења. Математичари Лагранж и Ојлер пронашли су нека у 18. веку, али до нових открића је дошло тек с развојем компјутера у 20. веку, када су амерички математичар Роџер Брук, сарадник у мисијама „Аполо”, и француски астроном Мишел Енон успели да открију још. Последње решење открио је пре 20 година амерички физичар Кристофер Мур, а сада захваљујући српским физичарима постоји укупно 16 фамилија.

– Били смо шокирани када смо дошли до нових решења, и још више изненађени када смо сазнали да све ово није било претходно откривено – пренео је реаговање Вељка Дмитрашиновића сајт sciencemag.org.

Шуваков напомиње да њихов рад јесте помак, али не верује да ће имати директне примене. Нада се да може да резултира дубљим разумевањем проблема и да ће ово да покрене лавину истраживања која ће нас у скорије време довести до бољег разумевања трочестичног проблема као једног од фундаменталних проблема у физици.

Младом научнику сметају сензационалистички наслови у новинама који их пореде са Њутном. Скромно напомиње да „Сајенс” и „Нејчер” најугледнији научни портали, сваких 10 дана објаве једну вест овог ранга. Ипак, признаје да је ово за њега лично велико достигнуће и велика мотивација за даљи рад.

После успеха, двојица физичара наставиће да истражују исти проблем, а астрономима преостаје да загледани у небо провере постоји ли негде скуп три тела која се у васиони крећу путањама које личе на њихова клупка.

– Пошто је модел рађен на телима исте масе, треба радити екстензију решења на различите масе и видети која су стабилна. Али вероватно постоји звездани систем са телима приближно истих маса, па могу да буду примењива и ова наша решења. Ако се тако нешто види на небу, лепо је што можемо да га опишемо. С друге стране, много већа потенцијална добит је то да ће људи, када виде да више није тешко налазити решења, кренути у потрагу и да ће са новим фамилијама решења доћи до све дубљег разумевања основног проблема, па можда на крају и до суштинског разумевања шта све можемо да видимо тамо негде. То би онда стварно померило границе нашег знања – оптимистичан је Шуваков

http://www.politika.rs/rubrike/spekt...fizike.sr.html

[причалица]

Škripava nauka

Pri rangiranju najgroznijih zvukova, grebanje noktiju po školskoj tabli zauzima prvo mesto i tako ostavljaju iza sebe grebanje viljuškama o tanjir ili škriputanje stiropora. Zbog čega je to toliko užasno?

Ušni kanal je dugačka cev, široko otvorena kod ušne školjke, a zatvorena kod bubne opne. Studije pokazuju da su zvukovi od 2.000 do 4.000 herca vrlo pojačani kada se nađu unutar ušnog kanala, najverovatnije zbog toga što ljudski glas pripada tom rasponu, dovoljnom za razlikovanje suglasnika i samoglasnika, kaže istraživač akustike Mihael Uler.

Međutim, kada se u kanalu nađe deo te užasne škripe u pomenutoj frekvenciji, to onda postaje probadajući zvuk koji stvara i fizičku reakciju. Čak i ako taj zvuk zamislimo, on može da prouzrokuje znojenje i ubzan rad srca, kaže Uler pričajući o svojoj narednoj fazi proučavanja, za koju se nada da će omogućiti da proizvođači usisivača i mašina svakodnevne zvuke učine prijatnijim.

http://www.nationalgeographic.rs/cas...ava-nauka.html