(Timp citire: 4 - 5 minute)

Nu doar că suntem constituiţi din particule fundamentale. De asemenea, producem particule fundamentale în mod constant şi sunt bombardaţi de particule fundamentale continuu. Acum circa 14 miliarde de ani, atunci când Universul şi-a început expansiunea, materia şi antimateria ar fi trebuit să se fi anihilat. Totuşi, o cantitate mică de materie a supravieţuit.

Comentarii -

(Timp citire: 4 minute)

LHCLHC este cel mai mare accelerator de particule, fiind situat într-un tunel sub CERN (acronim derivat din "Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire"), în apropierea Genevei. Miercuri, pe 3 iunie 2015, LHC a fost repornit după 3 ani de reparaţii şi modernizări, fiind gata pentru "împinge" cunoaşterea noastră către noi limite. Iată cum s-au întâmplat lucrurile (împreună cu o serie de detalii tehnice privind funcţionarea  efectivă a LCH)...

Comentarii -

(Timp citire: 4 minute)

Medicina a descoperit de ceva vreme cum să utilizeze antimateria pentru a realiza imagini de înaltă rezoluţie ale organismului uman. Pe de altă parte, dată fiind uriaşa energie care poate fi eliberată ca urmare a reacţiei dintre materie şi antimaterie, antimateria ar putea constitui combustibilul viitorului, atunci când vorbim despre alimentarea rachetelor spaţiale. Vă invităm să citiţi în a doua parte a articolului dedicat antimateriei, alte cinci lucruri pe care, probabil, nu le ştiaţi despre aceasta.

Comentarii -

(Timp citire: 4 minute)

Antimateria este utilizată intens în domeniul science-fiction. În cartea (şi filmul) "Îngeri şi demoni" profesorul Langdon încearcă să salveze Vaticanul de o bombă cu antimaterie. Nava Enterprise din filmul Star Trek utilizează propulsia pe baza anihilării materie-antimaterie pentru a călători mai repede decât viteza luminii. Dar antimateria este ceva din lumea reală, nu obiect al ficţiunii. Particulele de antimaterie sunt aproape identice cu cele de materie, cu excepţia faptului că au sarcină şi spin diferit. Atunci când materia întâlneşte antimateria cele două se anihilează, având ca rezultat energie.

Comentarii -

(Timp citire: 8 - 9 minute)

Dacă sunteţi ca mine, atunci cu siguranţă sunteţi formaţi din materie. Dar de unde provine toată această materie? În cele ce urmează vom afla un răspuns la această întrebare. Am primit o mulţime de întrebări în legătură cu unele aspecte generale ale existenţei, aşa că pentru articolul de azi am decis să mă axez puţin pe unele aspecte filozofice şi să răspund unui cititor care se întreabă: eu de unde am provenit?

Comentarii -

(Timp citire: 9 - 10 minute)

Materia intunecataNu mult după ce fizicienii ce desfăşoară experimente la Marele Accelerator de Hadroni de la laboratorul CERN au descoperit bosonul Higgs, directorul general al acestuia, Rolf Heuer, a fost întrebat: "Şi acum ce urmează"? Una dintre priorităţile de vârf pe care le-a numit a fost: să ne dăm seama ce este materia întunecată.

Comentarii -

(Timp citire: 14 - 16 minute)

UniversDacă am putea folosi numai 5 la sută din alfabet, am rămâne blocaţi la litera A. Cinci procente dintr-o dietă zilnică completă înseamnă doar o felie de pâine prăjită. Şi totuşi, asta este tot ce avem, sau cel puţin tot ce putem percepe, din locul pe care îl numim acasă. Mai puţin de 5 procente din Univers este materie obişnuită alcătuită din quarcuri, electroni şi neutrini.

Comentarii -

(Timp citire: 17 - 18 minute)

ParticuleAm prezentat anterior un ghid cuprinzător pentru lumea particulelor subatomice ce prezintă toate particulele elementare şi particulele compozite cunoscute în prezent. Dar acum a venit momentul să lăsăm certitudinile la o parte şi să explorăm lumea necunoscută şi plină de mister a particulelor încă nedescoperite. Există trei tipuri de bază ale acestor particule ipotetice.

Comentarii -

(Timp citire: 13 - 14 minute)

Particulele elementarePrin multitudinea de particule care fac parte din lumea subatomică (miuoni, neutrini, particule supersimetrice, celebrul boson Higgs) nu este de mirare că fizica teoretică poate fi uneori derutantă. Din acest motiv noi am realizat acest ghid simplu (rezonabil de simplu) ce cuprinde toate particulele elementare. Ghidul obţinut conţine, aşa cum vă puteţi imagina, un subiect destul de amplu aşa încât noi l-am împărţit în (cel puţin) două părţi.

Comentarii -

(Timp citire: 9 - 10 minute)

Materie si antimaterieAntimateria este misterioasă, periculoasă şi rară. În ficţiune ea stă la baza creierelor pozitronice ale lui Isaac Asimov, a motoarelor de pe nava Enterprise şi a bombei lui Dan Brown din ”Îngeri şi demoni”. Dar în lumea reală antimateria este o chestiune destul de banală.

Comentarii -

(Timp citire: 7 minute)

Modelul StandardCa urmare a numeroaselor descoperiri, au apărut alături de fizica moleculară şi fizica atomică noi domenii ale fizicii: fizica nucleară şi fizica particulelor elementare. Va urma un şir lung de descoperiri în domeniul particulelor, care se succed cu repeziciune.

Comentarii -

(Timp citire: 5 - 6 minute)

HiggsOamenii de ştiinţă ar putea fi nevoiţi să gândească dincolo de modelul standard pentru a explica masa bosonului care se potriveşte cu aşteptările privind bosonul Higgs şi care a fost observat la LHC (Large Hadron Collider) în vara acestui an.

Comentarii -

(Timp citire: 5 minute)

Christoph PausVă prezentăm astăzi un interviu cu fizicianul Christoph Paus de la Massachusetts Institute of Technology, MIT, care discută despre noua particulă descoperită şi care prezintă toate caracteristicile pentru a fi mult căutata particulă Dumnezeu, bosonul Higgs.

Comentarii -

(Timp citire: 13 - 14 minute)

StringsFizica particulelor reprezintă pentru fizică ceea ce vânarea animalelor mari era pentru biologia de teren. În timp ce teoreticienii îşi etalează modelele matematice, fizicienii particulelor sunt pe teren, purtând căşti de protecţie şi folosind acceleratoare enorme.

Comentarii -

(Timp citire: 3 minute)

Neutrini superluminiciŞtirea cea mai impresionantă din acest an din lumea fizicii este cea legată de neutrinii superluminici. Fizicianul Peter Ficher de la MIT răspunde la 3 întrebări legate de experimentul efectuat în Elveţia şi Italia care arată că neutrinii pot depăşi viteza luminii.

Comentarii -

(Timp citire: 4 minute)

Simulare implicand bosonul HiggsCea mai căutată particulă din lume continuă să se ascundă de cel mai puternic accelerator de particule. Un semn că nedetectabilul boson Higgs nu există? Nu atât de repede. Deocamdată acestea sunt nişte motive bune să admitem ca particula Higgs doar se ascunde.

Comentarii -

(Timp citire: 13 - 14 minute)

Formula descopeririiDescoperirea pentru care s-a acordat premiul Nobel pentru fizică în anul 2004 este de mare importanţă pentru înţelegerea teoriei uneia dintre forţele fundamentale ale Naturii - forţa tare, forţă care menţine împreună cele mai mici piese de materie, quarcurile.

Comentarii -

(Timp citire: 3 minute)

NeutrinoÎn decembrie 1960 poetul John Updike a publicat un poem despre particula misterioasă care fusese descoperită cu doar câţiva ani în urmă, neutrino. Pornind de la poezia acestuia, intitulată "Cosmic Gall", vom examina succint proprietăţile bizare ale acestei particule.

Comentarii -

(Timp citire: 10 - 11 minute)

NeutrinoOmenirea  studiază Universul de mii de ani, uitându-se la cerul fascinant al nopţilor, ghidată de lumina vizibilă emisă de miliardele de stele şi de alte fenomene cosmice. Un nou domeniu al ştiinţei, astronomia cu neutrini, poate dezvălui fenomene noi, necunoscute.

Comentarii -

(Timp citire: 8 - 9 minute)

Modelul StandardDupă ce un accelerator a pompat suficientă energie în particulele sale, ele se ciocnesc fie de o ţintă, fie unele cu celelalte. Fiecare dintre aceste coliziuni poartă numele de eveniment. În continuare vorbim despre analiza coliziunilor de particule.

Comentarii -

(Timp citire: 10 - 11 minute)

Modelul StandardAccelerând particule, fizicienii împuşcă doi iepuri dintr-un foc: se poate studia materia la mărimi încă şi mai mici şi, în plus, se pot crea particule noi cu masă şi mai mare. Vorbim în continuare despre accelerarea particulelor şi diversele tipuri de acceleratoare.

Comentarii -

(Timp citire: 8 minute)

Modelul StandardPentru a explica cum detectăm ce se întâmplă într-un accelerator de particule, haideţi să ne uităm la cel mai cunoscut exemplu al acestei scheme de detecţie: modul în care noi percepem lumea. Principial, schema are la bază o sursă, o ţintă şi un detector.

Comentarii -

(Timp citire: 3 - 4 minute)

Modelul StandardAm prezentat diverse aspecte ale Modelului Standard şi am examinat cu atenţie lumea particulelor subatomice. Toată această teorie ştiinţifică poate că seamănă a magie, însă este important să înţelegem faptul că fizicienii nu născocesc pur şi simplu toate aceste lucruri.

Comentarii -

(Timp citire: 8 minute)

Modelul StandardModelul standard răspunde multor întrebări legate de structura şi stabilitatea materiei, cu cele şase tipuri de quarcuri, şase tipuri de leptoni şi cele patru forţe ale sale. Dar Modelul Standard nu este complet, căci există încă multe întrebări fără răspuns.

Comentarii -

(Timp citire: 14 - 15 minute)

Modelul StandardPrin dezintegrare nucleară, un nucleu atomic se descompune în nuclee mai mici. De asemenea, particulele fundamentale se pot descompune în alte particule. În continuare vom vorbi despre dezintegrări şi anihilări de particule.

Comentarii -

(Timp citire: 14 - 15 minute)

Modelul StandardÎn prezent credem că avem o idee clară despre compoziţia lumii: quarcuri şi leptoni. Deci... ce anume le menţine împreună, ce face ca lumea să fie stabilă? Cum interacţionează materia cu materia? În continuare, despre cele 4 forţe fundamentale.

Comentarii -

(Timp citire: 10 - 11 minute)

Modelul StandardTotul, începând cu galaxiile, munţii şi terminând cu moleculele, este alcătuit din quarcuri şi leptoni. Însă asta nu e întreaga poveste. Quarcurile se comportă diferit de leptoni şi pentru fiecare tip de particulă de materie există o particulă de antimaterie corespunzătoare.

Comentarii -

(Timp citire: 5 minute)

Modelul StandardOamenii s-au întrebat mereu din ce este făcută lumea şi ce o face stabilă. De ce atât de multe lucruri din lume au aceleaşi caracteristici? În Grecia antică, filozofii au bănuit că materia din care e făcută lumea se constituie din câteva elemente fundamentale ale naturii.

Comentarii -

(Timp citire: 6 minute)

Când se face dimineaţa, vă urcaţi pe cântar şi speraţi ca acesta să indice un număr mai mic decât în ziua precedentă. Speraţi că aţi scăzut în greutate. Greutatea este dată împreună de cantitatea de masă din dumneavoastră şi de forţa de atracţie gravitaţională a Pământului. Dar oare ce dă masă corpului dumneavoastră?

Comentarii -

(Timp citire: 6 minute)

Cu toţi am auzit de radiaţii X, radiaţii gama, unde radio, microunde, dar ştim exact ce sunt? Toţi avem măcar un telefon fix, mobil sau acces la internet wireless. Aceste dispozitive sunt surse de radiaţii, însă nimeni nu poate spune exact cât de periculoase sunt pentru sănătatea noastră.

Nu mai există nici un dubiu că suntem înconjuraţi de radiaţii peste tot. Studii efectuate în ultimii ani au pus în evidenţă numeroase efecte nedorite ale radiaţiilor. Se ştie că lumina vizibilă emisă în cantităţile obişnuite de la Soare sau, la fel, telefonul fix, nu prezintă nici un risc. Antenele telefoanelor mobile sau ale posturilor de radio prezintă un risc pentru sănătate dacă stăm prea mult în prezenţa lor, dar nu este demonstrat clar dacă radiaţiile emise de acestea sunt sau nu dăunătoare pe termen lung.


De unde a pornit totul?

În 1819, fizicianul danez Hans Christian Oersted a descoperit că un ac magnetic (similar cu cel al busolei) poate fi deviat cu ajutorul unui conductor conectat la o sursă de tensiune electrică. Acesta a observat astfel că orice corp parcurs de un curent electric generează câmp magnetic şi de aici a rezultat că orice câmp electric generează un câmp magnetic.

Mai târziu, în 1831, fizicianul englez Michael Faraday a obţinut un nou rezultat: un câmp magnetic variabil (şi nu constant, de aceea lui Faraday i-a luat 11 ani pentru a obţine acest rezultat, cu ajutorul căruia astăzi este creat curentul electric) generează un câmp electric, fenomen cunoscut azi sub numele de inducţie electromagnetică. Acesta a observat că un curent electric poate fi indus într-o sârmă, fără ca aceasta să fie conectată la o sursă de tensiune electrică.

Fizicianul scoţian James Maxwell este cel care, cu ajutorul unui set de ecuaţii, a demonstrat existenţa undelor electromagnetice în 1861, fiind influenţat de rezultatele lui Michael Faraday.

Un rezultat obţinut prin studiul acestor ecuaţii a fost unda electromagnetică – procesul de propagare (cu viteza luminii) a câmpului electromagnetic. Fizicianul german Heinrich Hertz a reuşit să producă unde electromagnetice în 1888, construind un oscilator cu putere de transmitere a undelor radio. Hertz a demonstrat că undele au capacitatea nu numai de a fi transmise în spaţiu, ci şi de a fi recepţionate, el detectând undele cu un arc metalic (antena hertz). Hertz nu a continuat însă transmisiunile, deoarece dorea să demonstreze teoria electromagnetismului, nu să dezvolte o cale de comunicare.

 

Mai mult decât nişte unde radio

Undele hertziene sunt unde artificiale (unde fabricate de om). Mărimea caracteristică a undelor este frecvenţa. Când ascultăm un post de radio ştim că acesta emite pe o anumită frecvenţă, în funcţie de oraş. Există însă o limită pe scara frecvenţelor pentru aceste unde hertziene, limită care poate fi remarcată în imaginea de mai jos.

 

spectrul electromagnetic

 

 

Radiaţiile vizibile sunt emise de Soare, stele, lămpi (sau becuri) cu filamente incandescente şi sunt percepute de ochiul uman. J.C. Maxwell spunea că are „motive temeinice să creadă că şi lumina e o formă de radiaţie electromagnetică”.  Motivele temeinice sunt viteza de propagare a luminii în vid (egală cu viteza de propagare a undelor electromagnetice – aproximativ 300 000 km/s), reflexia, refracţia, interferenţa şi difracţia luminii (fenomene specifice undelor).

Radiaţiile infraroşii au frecvenţe mai mici decât cele vizibile şi sunt produse în general de corpuri încălzite. Cu ajutorul lor poate fi măsurată temperatura.

Radiaţiile ultraviolete au frecvenţe mai mari decât cele vizibile şi sunt produse generate de către moleculele şi atomii dintr-o descărcare electrică în gaze. O puternică sursă de radiaţii ultraviolete cunoscută este Soarele. Însă Soarele nu emite numai radiaţii ultraviolete, acestea sunt considerate periculoase pentru corpul uman atunci când stratul de ozon ar fi distrus.

Radiaţiile X, descoperite de Wilhelm Conrad Röntgen, au frecvenţe mai mari decât radiaţiile ultraviolete şi sunt folosite astăzi în medicină pentru a realiza radiografii. Când a bombardat un corp metalic cu electroni acceleraţi la viteze mari, Röntgen a descoperit că acesta emite radiaţii foarte puternice şi necunoscând tipul acestor radiaţii le-a denumit radiaţii X. Acestea sunt produse în tuburi speciale în care un fascicul de electroni accelerat cu ajutorul unei tensiuni electrice foarte mari bombardează un electrod (un conductor electric prin care intră sau iese curentul dintr-un mediu bun conducător de electricitate).

Cu ajutorul acestor radiaţii se poate fotografia interiorului unui corp opac. Astfel, radiaţiile X au o aplicaţie spectaculoasă în medicină, prin care medicii reuşesc să vadă interiorul corpului uman fără să apeleze la operaţie chirurgicală. Acest „proces” de fotografiere a interiorului unui corp opac poartă numele de radiografie.

Cu frecvenţe mai mari decât radiaţiile X sunt radiaţiile gama (radiaţiile γ), emise în procese nucleare, cum ar fi dezintegrarea radioactivă.

Ultimul tip de radiaţii, cu frecvenţele cele mai mari, îl constituie radiaţiile cosmice. Aceste radiaţii sunt emise de corpuri cereşti, cum ar fi pulsarii sau quasarii.

 

Un pericol pentru sănătate?

Dispozitive pe care oricine le are astăzi în casă, cum ar fi cuptorul cu microunde, telefonul fix sau cel mobil, aparatul de radio, televizorul sau chiar internetul wireless sunt surse importante de radiaţii. Undele emise de acestea induc curenţi turbionari în ţesuturile organismului, cu efecte negative, cum ar fi acutizarea bolilor cardiovasculare, slăbirea sistemului nervos, endocrin, imunitar sau chiar a celui de reproducere. Aceste efecte depind în mare măsură de cantitatea emisă, de intensitatea câmpului electromagnetic şi de durata de expunere, dar nimeni nu poate spune cât de periculoase sunt.

Televizoarele cu tub catodic sau monitoarele unor calculatoare emit radiaţii datorită tunurilor de electroni care actualizează ecranul. Aceste radiaţii, în cantităţi foarte mari, pot produce disfuncţii ale ochiului sau schimbări de metabolism.

Telefoanele mobile emit o cantitate mare de radiaţii (în special la nivelul capului) atunci când nu au semnal maxim şi când formăm un număr de telefon – aparatul mărindu-şi puterea de emisie de radiaţii în timpul apelării, pentru o scurtă perioadă de timp.

Telefoanele fixe moderne cu staţie de andocare şi receptor portabil sunt un emiţător continuu de radiaţii. De fapt, staţia de andocare este sursa cea mai puternică de radiaţii, emiţând radiaţii şi când e folosit telefonul şi când nu este.

Internetul prin cablu emite cantităţi nesemnificative de radiaţii, care nu sunt considerate periculoase, însă internetul wireless sau reţelele Bluetooth emit radiaţii continuu, chiar şi când conexiunea e inactivă.

În prezent se fac eforturi pentru limitarea efectelor radiaţiilor asupra organismelor vii, cum ar fi normarea intensităţii admisibile ale câmpului electromagnetic în funcţie de timpul de expunere la locul de muncă sau în locuinţă.

Este bine să fim prevăzători şi să nu ţinem telefonul mobil foarte des în buzunar, să nu dormim cu el la cap şi să îl utilizăm doar atunci când avem nevoie de el. De asemenea, este bine să stăm departe de antenele puternice de emisie de semnale radio şi de la televizor şi este bine să nu stăm foarte aproape de televizorul sau de monitorul care au tub catodic.

 

Comentarii -