2010
Σε δύο Ρώσους το Νόμπελ Φυσικής 2010
Δύο Ρώσοι επιστήμονες, καθηγητές στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, κέρδισαν το φετινό Νόμπελ Φυσικής για την «επαναστατική» τους δουλειά με το καινούργιο υλικό γραφένιο, όπως ανακοίνωσε σήμερα η Επιτροπή Νόμπελ στη Στοκχόλμη.
Πρόκειται για τους Αντρέι Γκέιμ, 51 ετών (με ολλανδική υπηκοότητα) και Κονσταντίν Νοβοσέλοφ, 36 ετών (με ρωσική και βρετανική υπηκοότητα), που ειδικεύονται στην επιστήμη υλικών και την κβαντική φυσική.
Το δισδιάστατο γραφένιο είναι το λεπτότερο και ισχυρότερο γνωστό υλικό στον πλανήτη. Πρόκειται για μία μορφή άνθρακα, ένα επίπεδο φύλλο με πάχος ίσο με ένα άτομο. Είναι σχεδόν διάφανο και αποτελεί πολύ καλό αγωγό ηλεκτρισμού και τον καλύτερο από όλα τα υπόλοιπα υλικά, αγωγό θερμότητας.
Αλλά τα «θαυματουργά» του χαρακτηριστικά δε σταματούν εδώ. Παρά το απειροελάχιστο πάχος του, είναι τόσο πυκνό, που ούτε το ήλιο, το μικρότερο άτομο αερίου, μπορεί να το διαπεράσει.
Οι δύο επιστήμονες εξήγαγαν το γραφένιο από τον γραφίτη, που χρησιμοποιείται στα μολύβια. Με τη χρήση ενός απλού σιλοτέιπ, απέσπασαν ένα λεπτό φύλλο άνθρακα, με πάχος όσο ένα άτομο.
Χάρη στις μοναδικές του ιδιότητες, το γραφένιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πειράματα που μέχρι τώρα θεωρούνταν αδύνατα στην κβαντική φυσική.
Μπορεί επίσης, να αποδειχθεί πολύτιμο στην κατασκευή διάφανων οθονών αφής, ηλιακών πάνελ, που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρισμό, καθώς και άλλων καινοτόμων συσκευών
Ακόμα, οι ειδικοί εκτιμούν πως οι ημιαγωγοί από γραφένιο θα έχουν πολύ υψηλότερη απόδοση από τους ημιαγωγούς πυριτίου, κάτι που θα οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικούς και γρήγορους υπολογιστές.
Τέλος, η ανάμειξη γραφενίου με πλαστικά, μπορεί να οδηγήσει σε νέα υλικά, πολύ πιο ελαφριά, ελαστικά και ανθεκτικά από τα σημερινά, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή αεροπλάνων, δορυφόρων και αυτοκινήτων.
Νόμπελ Φυσικής για τις οπτικές ίνες και τις ψηφιακές κάμερες (6/10/2009)
Στα δύο χωρίζεται το φετινό Νόμπελ Φυσικής: το ήμισυ θα απονεμηθεί στον Αμερικανο-βρετανό πρωτοπόρο των οπτικών ινών Τσάρλς Κάο, ενώ το υπόλοιπο θα μοιραστεί στους Αμερικανούς Ουίλαρντ Μπόιλ και Τζορτζ Σμιθ για την ανακάλυψη των αισθητήρων CCD που αντικατέστησαν το φωτογραφικό φιλμ.
Ο Τσαρλς Κουέν Κάο, σήμερα 76 ετών, βραβεύεται «για πρωτοποριακά επιτεύγματα που αφορούν τη μετάδοση του φωτός σε ίνες για οπτικές επικοινωνίες» αναφέρει η ανακοίνωση που εξέδωσε το μεσημέρι της Τρίτης η επιτροπή των βραβείων στη Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών.
Ο Ουίλαρντ Στέρλινγκ Μπόιλ, 85 ετών, και ο παλιός συνεργάτης του Τζορτζ Έλγουντ Σμιθ, 79 ετών, θα μοιραστούν το άλλο ήμισυ του βραβείου «για την εφεύρεση του απεικονιστικού κυκλώματος πυριτίου -του αισθητήρα CCD».
H πρώτη CCD (Συσκευή Συζευγμένου Φορτίου) δημιουργήθηκε από τους δύο συναδέλφους το 1969 και βασίστηκε στην περιγραφή του φωτοηλεκτρικού φαινομένου, για την οποία ο Αλμπερτ Αϊνστάιν είχε βραβευτεί με Νόμπελ το 1924: το φως που πέφτει σε καθένα από πολυάριθμα εικονοστοιχεία (pixel) του αισθητήρα δημιουργεί ένα ηλεκτρικό σήμα που καταγράφεται στη μνήμη.
Σήμερα, οι αισθητήρες CCD λειτουργούν ως το ηλεκτρονικό μάτι σε φωτογραφικές μηχανές, βιντεοκάμερες, αλλά και πολλές απεικονιστικές συσκευές που χρησιμοποιούνται στην έρευνα και την ιατρική.
Εξίσου ευρείες εφαρμογές γνώρισαν τις τελευταίες δεκαετίες και οι οπτικές ίνες, γυάλινοι αγωγοί μέσα στους οποίους ρέουν φωτόνια. Το 1966, ο Τσαρλς Κάο υπολόγισε για πρώτη φορά πώς το φως θα μπορούσε να μεταδοθεί σε μεγάλες αποστάσεις μέσα από τέτοιες γυάλινες ίνες.
Με τη σταδιακή αύξηση της καθαρότητας του γυαλιού η απόσταση που μπορούσε να διανύσει το φως αυξήθηκε από τα 20 μέτρα το 1969 στα 100 χιλιόμετρα τέσσερα χρόνια αργότερα.
Σήμερα, οι οπτικές ίνες που αναλαμβάνουν σχεδόν το σύνολο των ηλεκτρονικών επικοινωνιών εκτιμάται ότι έχουν συνολικό μήκος 1 δισ. χιλιόμετρα, αρκετό για να τυλίξει τη Γη 25.000 φορές.
Και το μήκος τους συνεχίζει να αυξάνεται κατά 1.000 χιλιόμετρα την ώρα.
2008
Το φετινό Νόμπελ Φυσικής μοιράζεται ανάμεσα σε δύο Ιάπωνες και έναν Αμερικανό ιαπωνικής καταγωγής για τη συμβολή τους στην εξέλιξη του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής.
Το ήμισυ του βραβείου θα απονεμηθεί στον Αμερικανό Γιοχίρο Νάμπου, σήμερα 87 ετών, «για την ανακάλυψη του μηχανισμού της αυθόρμητης σπασμένης συμμετρίας στην υποατομική φυσική» ανακοίνωσε την Τρίτη η Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών.
Το υπόλοιπο μισό θα μοιραστούν ο 64χρονος σήμερα Μακότο Κομπαγιάσι και ο Τοσιχίντε Μασκάουα, 68 ετών, «για την ανακάλυψη της προέλευσης της σπασμένης συμμετρίας η οποία προβλέπει την ύπαρξη τουλάχιστον τριών οικογενειών κουάρκ». Κουάρκ είναι τα υποατομικά σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια στους πυρήνες των ατόμων.
Τα βραβεία, συνοδευόμενα από χρηματικό έπαθλο 10 εκατ. σουηδικών κορονών, απονέμονται σε ειδική τελετή που πραγματοποιείται κάθε χρόνο στις 10 Δεκεμβρίου στη Στοκχόλμη, με εξαίρεση το Νόμπελ Ειρήνης που απονέμεται στο Όσλο της Νορβηγίας.
Σπασμένος καθρέπτης
Οι φυσικοί έχουν πλέον αποδείξει ότι το Σύμπαν δεν παρουσιάζει πάντα συμμετρία, όπως αυτή που υπάρχει ανάμεσα σε ένα αντικείμενο και το είδωλό του στον καθρέπτη. Η έννοια της «σπασμένης συμμετρίας» μπορεί να γίνει πιο εύκολα κατανοητή από δύο φαινόμενα που παραμένουν μέχρι σήμερα δυσεξήγητα:
Οι επιστήμονες πιστεύουν σήμερα ότι τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης πριν από 14,6 δισ. χρόνια, το Σύμπαν ήταν εξαρχής ελαφρώς ασύμμετρο όσον αφορά ορισμένα χαρακτηριστικά τους. τη στιγμή εκείνη δημιουργήθηκαν σχεδόν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης, οι οποίες έχουν την ιδιότητα να αλληλοεξουδετερώνονται όταν έρθουν σε επαφή.
Αν οι ποσότητες ύλης και αντιύλης ήταν «συμμετρικές» και ίσες, τίποτα από ό,τι βλέπουμε σήμερα στον Κόσμο δεν θα υπήρχε -θα είχε αφανιστεί από την αλληλοεξόντωση. Ένα απειροελάχιστο πλεόνασμα ύλης επέτρεψε το σχηματισμό άστρων και γαλαξιών.
Οριστική εξήγηση για την ασυμμετρία ύλης-αντιύλης ακόμα δεν υπάρχει, θα μπορούσε όμως να προκύψει από τα πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.
Το ίδιο όργανο ίσως δώσει απάντηση και σε ένα άλλο φαινόμενο ασυμμετρίας, την ασυμμετρία ανάμεσα στις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης -ηλεκτρομαγνητική, ασθενής και ισχυρή πυρηνική δύναμη και βαρύτητα.
Οι περισσότεροι φυσικοί σήμερα πιστεύουν ότι η αρχική συμμετρία μεταξύ των δυνάμεων έσπασε αυθόρμητα λόγω του «μηχανισμού Χιγκς». Τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος ίσως κανένα σωματίδιο δεν είχε μάζα -την απέκτησε λόγω της παραβίασης της συμμετρίας από το «σωματίδιο του Χιγκς», γνωστό και ως «σωματίδιο του Θεού», το οποίο επίσης αναζητά ο LHC.
Ο δρόμος για αυτή την ανακάλυψη ξεκίνησε από τον Γιοχίρο Νάμπου τη δεκαετία του 1960, όταν εισήγαγε για πρώτη φορά την αυθόρμητη παραβίαση της συμμετρίας στην φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων.
Τα μαθηματικά εργαλεία που ανέπτυξε για την ασυμμετεία διαπερνούν το σημερινό Καθιερωμένο Μοντέλο, το σύνολο των εξισώσεων που περιγράφουν την ύλη και ενοποιοούν τρεις από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης, με εξαίρεση τη βαρύτητα.
Το έργο των Μακότο Κομπαγιάσι και Τοσιχίντε Μασκάουα τη δεκαετία του 1970 περιέγραψαν το μηχανισμό της σπασμένης συμμετρίας και προέβλεψαν την ύπαρξη τριών κατηγοριών κουάρξ η οποία επιβεβαιώθηκε μόνο πολύ αργότερα.
Το έργο που ξεκίνησαν οι τρεις ερευνητές θα μπορούσε τώρα να εξελιχθεί με την ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς και την εξήγηση της ασυμμετρίας ύλης-αντιύλης στον LHC.
