Ακινητοποίησαν το φως για ένα λεπτό! Scientists ‘freeze’ light for an entire minute!

Light completely stopped for a record-breaking minute. Image: imredesiuk/Shutterstock.

Η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα μικρότερη όταν το φως κινείται μέσα σε ένα οποιοδήποτε διαφανές υλικό μέσο – π.χ. μέσα στο γυαλί η ταχύτητα του φωτός μειώνεται κατά περίπου 40%.

Κανένα μέσο, όμως, δεν μπορεί να μειώσει την ταχύτητα του φωτός στο μηδέν. Το 1999, ωστόσο, ερευνητές του Χάρβαρντ κατάφεραν να επιβραδύνουν το φως στα 61 χιλιόμετρα την ώρα, και δύο χρόνια αργότερα μπόρεσαν να το σταματήσουν εντελώς, έστω και για μια στιγμή.

Not so fast (Image: Dougal Waters/Getty).

Τώρα, ερευνητές στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ντάρμσταντ δείχνουν ότι το φως μπορεί να αιχμαλωτιστεί για περισσότερο χρόνο, έως και 60 δευτερόλεπτα, χάρη σε μια πειραματική διάταξη που βασίζεται σε έναν κρύσταλλο και δύο δέσμες λέιζερ.

Το μυστικό είναι ότι ο κρύσταλλος, ένα υλικό που μοιάζει με γυαλί, γίνεται διαφανής για να απορροφήσει το εισερχόμενο φως, ενώ αμέσως μετά γίνεται αδιαφανής, οπότε το φως παγιδεύεται μέσα του.

Το φως παγιδεύεται μέσα σε έναν κρύσταλλο που περιέχει το εξωτικό στοιχείο πρασεοδύμιο.

Για να σταματήσουν το φως οι φυσικοί χρησιμοποίησαν έναν κρύσταλλο σαν το γυαλί που περιείχε μια μικρή συγκέντρωση ιόντων από το στοιχείο Πρασεοδύμιο (Pr).

Η πειραματική τους διάταξη περιείχε επίσης δυο δέσμες λέιζερ. Η μια αποτελούσε τμήμα της συσκευής επιβράδυνσης, ενώ η δεύτερη θα αναγκαζόταν να σταματήσει. Η πρώτη δέσμη φωτός, η επονομαζόμενη «δέσμη ελέγχου», μεταβάλλει τις οπτικές ιδιότητες του κρυστάλλου.

Image: Heinze et al.

Η δεύτερη δέσμη, διερχόμενη μέσα από αυτό το νέο μέσο του κρυστάλλου και φωτός από το πρώτο λέιζερ, επιβραδυνόταν. Όταν οι φυσικοί απενεργοποιούσαν την δέσμη ελέγχου, τότε η επιβραδυνόμενη δέσμη σταματούσε. Πιο συγκεκριμένα το φώς μετατρεπόταν σε ένα είδος παγιδευμένου κύματος στο κρυσταλλικό πλέγμα.

Παρουσιάζοντας το πείραμά τους στην επιθεώρηση Physical Review Letters, οι ερευνητές εκτιμούν πάντως ότι το φως είναι δυνατό να μείνει «παγωμένο» για μεγαλύτερο διάστημα, ίσως και μια εβδομάδα.

Συσκευές που ακινητοποιούν το φως θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν στο μέλλον για σε οπτικά συστήματα αποθήκευσης δεδομένων. Όπως γνωρίζουμε από τις οπτικές ίνες, το φως μπορεί να μεταφέρει πληροφορίες, οι οποίες θα παγιδεύονταν κι αυτές στον κρύσταλλο όταν το φως ακινητοποιείται.

Στο τελευταίο πείραμα, οι ερευνητές μπόρεσαν να αποθηκεύσουν στον κρύσταλλο τις πληροφορίες που μετέφερε η εισερχόμενη δέσμη -μια απλή εικόνα με ρίγες- και να ανακτήσουν τις πληροφορίες αυτές ένα λεπτό αργότερα.

Επόμενος στόχος των ερευνητών είναι αφενός να αιχμαλωτίσουν το φως για περισσότερο χρόνο, αφετέρου να αυξήσουν την ποσότητα πληροφορίας που μπορεί να αποθηκευτεί. Και, αν οι προσπάθειες αποδώσουν, το αιχμάλωτο φως θα μπορούσε να γίνει βασικό εργαλείο για τα δίκτυα του μέλλοντος.

Ένα ροζ κοσμικό μωρό, Pink Alien Planet Is Smallest Seen with Sun-Like Star

Ο εντυπωσιακός και σπάνιος ροζ εξωπλανήτης. Glowing a dark magenta, the newly discovered exoplanet GJ 504b weighs in with about four times Jupiter's mass, making it the lowest-mass planet ever directly imaged around a star like the sun. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

Μια εντυπωσιακή ανακάλυψη έγινε με τη συνεργασία ερευνητών διαφόρων επιστημονικών προγραμμάτων στα οποία χρησιμοποιήθηκαν επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια. Οι ερευνητές εντόπισαν έναν εξωπλανήτη με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά.

The newly imaged planet orbits the fifth-magnitude star GJ 504, also known as 59 Virginis, which is visible to the unaided eye from suburban skies in the constellation Virgo. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/NOAJ

Ο GJ 504b βρίσκεται σε απόσταση 57 ετών φωτός από τη Γη στον αστερισμό της Παρθένου και κινείται γύρω από ένα άστρο που ανήκει στο ίδιο είδος άστρων με τον Ήλιο. Το άστρο αυτό βρίσκεται σε βρεφική ηλικία αφού είναι 160 εκατομμυρίων ετών. Ο Ήλιος έχει ηλικία περίπου 4,5 δισ. Ετών.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η θερμότητα που αναπτύχθηκε στον εξωπλανήτη GJ 504b όταν αυτός σχηματίστηκε τον κάνει να φωτοβολεί σε μια ροζ απόχρωση. Το δεύτερο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό του GJ 504b είναι πως πρόκειται για τον μικρότερο σε μέγεθος εξωπλανήτη που έχουμε εντοπίσει να κινείται γύρω από ένα άστρο παρόμοιο με τον Ήλιο.

This composite combines Subaru images of GJ 504 using two near-infrared wavelengths (shown in orange and blue). Once processed to remove scattered starlight, the images reveal the orbiting planet, GJ 504 b. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/NOAJ

Μην νομίσετε βέβαια ότι πρόκειται για έναν μικρό πλανήτη, το αντίθετο. Ο GJ 504b είναι τέσσερις φορές πιο μεγάλος από τον μεγαλύτερο πλανήτη του δικού μας ηλιακού συστήματος, τον Δία. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal».

 

Ο γραφικός χαρακτήρας «πυξίδα» της προσωπικότητας. What does your handwriting say about you? Study finds more than 5,000 personality traits are linked to how we write

Εσείς γράφετε με μεγάλα κενά μεταξύ των λέξεων ή με μικρά, με μεγάλα ή μικρά γράμματα, με γράμματα στρογγυλεμένα ή μακρουλά; Αυτά και άλλα πολλά στοιχεία του γραφικού χαρακτήρα μας «μιλάνε» για την προσωπικότητά μας.

Είστε άτομο εξωστρεφές ή μήπως είστε υπερόπτης με ροπή προς το ψέμα; Πιάστε μολύβι και χαρτί για να λάβετε την απάντηση! Μελέτη μιας μεγάλης αμερικανικής εταιρείας γραφικής ύλης (National Pen Company) δείχνει ότι ο γραφικός χαρακτήρας μπορεί να αποκαλύψει στοιχεία για περίπου 5.000 διαφορετικά χαρακτηριστικά της προσωπικότητας με βάση, μεταξύ άλλων, το πόσα κενά αφήνει ο καθένας μεταξύ των λέξεων, το πώς υπογράφει αλλά και το πώς ενώνει τα γράμματα μέσα σε μια λέξη.

Ο γραφικός χαρακτήρας μπορεί ακόμη και να δείξει προβλήματα υγείας όπως η σχιζοφρένεια, η υψηλή αρτηριακή πίεση αλλά και τα αποθέματα ενέργειας του οργανισμού, όπως προκύπτει από τα στοιχεία της μελέτης.

Η γραφολογία

Η διαδικασία ανάλυσης του γραφικού χαρακτήρα ονομάζεται γραφολογία και ως σήμερα θεωρείται ψευδοεπιστήμη καθώς υπάρχουν αντιμαχίες σχετικά με το αν μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια ψυχολογικά χαρακτηριστικά αλλά και στοιχεία της φυσιολογίας ενός ατόμου. Πάντως ορισμένες εταιρείες χρησιμοποιούν τη γραφολογία πριν από την πρόσληψη υπαλλήλων, ενώ η συγκεκριμένη διαδικασία έχει χρησιμοποιηθεί και σε δικαστικές υποθέσεις.

Τώρα η National Pen Company συνέλεξε στοιχεία διαφορετικών γραφολογικών μελετών και δημιούργησε ένα γράφημα που δείχνει πολλά για τον χαρακτήρα με βάση τον γραφικό... χαρακτήρα.

According to the National Pen Company in the U.S., the size of someone's handwriting can determine the type of personality they have. People with small handwriting tend to be shy, studious and meticulous, whereas outgoing people who love attention will have larger handwriting.

Σύμφωνα λοιπόν με αυτό το γράφημα, το μέγεθος των γραμμάτων δείχνει πολλά για την προσωπικότητα του ατόμου που τα γράφει. Οι άνθρωποι που γράφουν μικρά γράμματα τείνουν να είναι ντροπαλοί, επιμελείς και λεπτολόγοι, ενώ αντιθέτως όσοι κάνουν μεγάλα γράμματα είναι εξωστρεφείς και αγαπούν να βρίσκονται στο επίκεντρο της προσοχής. Όταν πάλι τα γράμματα ενός ατόμου είναι μεσαίου μεγέθους (το επάνω μέρος των χαρακτήρων βρίσκεται στο μέσον μιας γραμμής στο τετράδιο), τότε πρόκειται για άτομο προσαρμοστικό.

Η κλίση των γραμμάτων

The type of looping created by the letters 'l' and 'e' can suggest a person's nature, for example, wide loops means someone is relaxed and spontaneous as well as open minded. People who write narrow loops tend to be skeptical of others and may restrict themselves from certain activities, which causes feelings of tension.

Αν ο γραφικός χαρακτήρας έχει κλίση προς τα δεξιά, το άτομο είναι ανοιχτό σε νέες εμπειρίες και απολαμβάνει να γνωρίζει καινούργια άτομα. Αν πάλι έχει κλίση προς τα αριστερά, τότε το άτομο είναι μάλλον εσωστρεφές. Οσοι γράφουν χωρίς κλίση των γραμμάτων προς κάποια κατεύθυνση είναι λογικοί και πρακτικοί. Με δεδομένο ότι η γραφολογική αυτή ανάλυση αφορά την αγγλική γλώσσα, υπάρχουν και λεπτομέρειες του γραφικού χαρακτήρα και κατ' επέκταση του χαρακτήρα του ατόμου... εις την αγγλικήν. Για παράδειγμα, όταν ένα άτομο γράφει τα γράμματα l (καλλιγραφικά) και e, το πόσο μεγάλη κάνει την «κουλούρα» των γραμμάτων μαρτυρεί πολλά: όταν η «κουλούρα» είναι μεγάλη το άτομο είναι χαλαρό, αυθόρμητο και χωρίς προκαταλήψεις. Οι μικρές «κουλούρες» των γραμμάτων υποδηλώνουν σκεπτικισμό, καθώς και περιορισμό από κάποιες δραστηριότητες που συνδέονται με ένταση.

Τα i και j

If the dot of a letter is situated high above the base it suggests the writer has a great imagination. If the dot is close to the base, they are organised and empathetic. Procrastinators tend to dot their 'i's and 'j's to the left of the base letter, while child-like personality types will draw their dots. as circles.

Ρόλο παίζει και πού ακριβώς βάζει ένα άτομο την «τελίτσα» επάνω από το i ή το j. Αν η τελίτσα μπαίνει πολύ επάνω από το γράμμα, μαρτυρεί ότι ο γράφων έχει μεγάλη φαντασία. Αν μπαίνει πολύ κοντά στο γράμμα, τότε ο γράφων είναι οργανωτικός και συμπονετικός. Οι αναβλητικοί τύποι βάζουν την «τελίτσα» του i ή του j στα αριστερά σε σύγκριση με το γράμμα, ενώ όσοι παλιμπαιδίζουν συνηθίζουν να ζωγραφίζουν έναν μικρό κύκλο αντί για την τελεία.

Εκείνοι που στο γράμμα t φτιάχνουν πολύ μεγάλη την οριζόντια γραμμή είναι αποφασιστικοί, ενθουσιώδεις αλλά και ξεροκέφαλοι. Οσοι κάνουν μικρή την οριζόντια γραμμή συνηθίζουν να είναι τεμπέληδες.

Τα τερτίπια του ο

Όταν κάποιος γράφει το ο με κενό στην άκρη του κύκλου ή καλλιγραφικά κάνοντας μια μικρή κουλούρα στο επάνω μέρος του τείνει να είναι συζητήσιμος και κοινωνικός. Το κλειστό ο πάλι δείχνει άνθρωπο που του αρέσει η ιδιωτικότητα. Η ανάλυση μαρτυρεί ότι ακόμη και διαφορετικά προβλήματα υγείας μπορούν να αποκαλυφθούν μέσω του γραφικού χαρακτήρα. Για παράδειγμα, τα άτομα με υψηλή αρτηριακή πίεση τείνουν να γράφουν κάποια γράμματα έντονα και κάποια άλλα στην ίδια πρόταση αχνά. Τα άτομα με σχιζοφρένεια τείνουν να γράφουν γράμματα που αλλάζουν κατεύθυνση, ενώ ένα από τα συμπτώματα της νόσου του Πάρκινσον είναι τα πολύ μικρά και δυσανάγνωστα γράμματα.

Συγχρόνως το να γράφει κάποιος πιέζοντας πολύ το μολύβι δείχνει υψηλά επίπεδα ενέργειας του οργανισμού, ενώ το αντίθετο μαρτυρεί κόπωση.

Αν πάλι αναζητάτε τους ψεύτες, αυτοί αποτυπώνονται στο... χαρτί μέσω αλλαγών στον γραφικό χαρακτήρα στο ίδιο κείμενο.

Ο φάρος ενός γαλαξία. Explosion Illuminates Invisible Galaxy In The Dark Ages Of The Universe

Καλλιτεχνική απεικόνιση της λάμψης του άστρου που φώτισε έναν ολόκληρο γαλαξία. This artist's illustration depicts a gamma-ray burst illuminating clouds of interstellar gas in its host galaxy. By analyzing a recent gamma-ray burst, astronomers were able to learn about the chemistry of a galaxy 12.7 billion light-years from Earth. They discovered it contains only one-tenth of the heavy elements (metals) found in our solar system. Credit: Gemini Observatory/AURA, artwork by Lynette Cook

Η αυτοκαταστροφή ενός άστρου ολοκληρώνεται με μια τρομερή έκρηξη. Η λάμψη της έκρηξης είναι τόσο έντονη ώστε φωτίζει ολόκληρο τον γαλαξία στον οποίο βρίσκεται το άστρο. Ο γαλαξίας λάμπει ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο από ό,τι πριν. Μετά από δώδεκα δισεκατομμύρια έτη το φως αυτής της λάμψης φτάνει σε ένα πλανήτη που όταν η έκρηξη έλαβε χώρα δεν υπήρχε. 

Ομάδα ερευνητών χρησιμοποιώντας τα επίγεια τηλεσκόπια MMΤ και Gemini North εντόπισε την λάμψη αυτής της έκρηξης που συνέβη πριν από 12,7 δισ. έτη στο νεαρό τότε Σύμπαν. Η λάμψη  έλουσε με φως τον γαλαξία του άστρου σε μια εποχή που οι ειδικοί έχουν χαρακτηρίσει ως «Κοσμικό Μεσαίωνα». Εκείνη την εποχή το Σύμπαν βρισκόταν στην αρχή της ανάπτυξής του και οι σωματιδιακές διεργασίες που εξελίσσονταν «μπλόκαραν» το φως και του δεν επέτρεπαν να ταξιδεύει ελεύθερα στον χώρο. 

Η έκλαμψη

Before light from the gamma-ray burst arrives at the Earth for astronomers to study, it passes through interstellar gas in its host galaxy (close-up view, left), and intergalactic gas between the distant galaxy and us (wide view, right). This gas filters the light by absorbing some colors and leaves a signature on the light that can be seen in its spectrum. This "signature" allows scientists to characterize the gamma-ray burst, its environment, and the material between us and the distant galaxy. Credit: Gemini Observatory/AURA, artwork by Lynette Cook.

Οι ερευνητές εντόπισαν την έκλαμψη ακτίνων γάμμα (Gamma-Ray Burst ή εν συντομία GRB) που παρήγαγε η αστρική έκρηξη και της έδωσαν την κωδική ονομασία GRB 130606A. «Το άστρο έζησε σε μια πολύ ενδιαφέρουσα εποχή, τον αποκαλούμενο 'Κοσμικό Μεσαίωνα'. Κατά έναν τρόπο λειτουργούμε ως ιατροδικαστές ερευνώντας τον θάνατο ενός άστρου και τη ζωή ενός γαλαξία στις αρχές της ύπαρξης του Σύμπαντος» αναφέρει ο ΡάινΤσορνόκ, του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard Smithsonian που ήταν ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal».