Κβαντική Κληρονομία: Ανταποκρίσεις από έναν αβέβαιο κόσμο. Quantum Legacies: Dispatches from an Uncertain World

Μια σειρά συναρπαστικών δοκιμίων που εξερευνούν εμβληματικές ιστορικές στιγμές ανακαλύψεων και έντονων αντιπαραθέσεων από τη συνεχή αναζήτηση των φυσικών για την κατανόηση του κβαντικού κόσμου. Στην Κβαντική Κληρονομιά, ο Ντέιβιντ Κάιζερ παρουσιάζει στους αναγνώστες του ορισμένα σημαντικά ιστορικά επεισόδια από την προσπάθεια των φυσικών να κατανοήσουν τον χώρο, τον χρόνο και την ύλη στα πιο θεμελιώδη επίπεδα. A series of engaging essays that explore iconic moments of discovery and debate in physicists’ ongoing quest to understand the quantum world. David Kaiser; photo by Jon Sachs/MIT SHASS Communications

Πανεπιστήμιο Κορνέλ, Νέα Υόρκη, 1964. Σε μία από τις διάσημες διαλέξεις του, προσπαθώντας να περιγράψει στο ακροατήριό του τη μυστηριώδη συμπεριφορά των πιο μικροσκοπικών σωματιδίων της ύλης, ο νομπελίστας φυσικός Ρίτσαρντ Φάινμαν λέει μια φράση που γράφει Ιστορία:

«Κανείς δεν μπορεί να καταλάβει την κβαντομηχανική». "I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics" Richard Feynman advised against taking an analogical approach to understanding quantum physics.

«Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που ακόμη αντιμετωπίζουμε είναι πώς μπορεί να συγκεραστεί η φυσική του πολύ μεγάλου, του σύμπαντος, που έχει περιγραφεί τόσο εύγλωττα από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, με τη θεωρία της κβαντομηχανικής». [NASA]

Εξήντα χρόνια μετά, το μυστήριο παραμένει. Στο υποατομικό επίπεδο, τίποτα δεν θυμίζει την κοινή, καθημερινή μας αντίληψη για το πώς λειτουργεί ο φυσικός κόσμος. Πώς να μη μας φανεί παράξενο ότι αυτά τα υποατομικά σωματίδια συμπεριφέρονται λες και μπορούν να βρίσκονται σε πολλά σημεία ταυτόχρονα ή ότι μπορούν να επηρεάζουν το ένα το άλλο ακαριαία, ακόμη και αν βρίσκονται πολλά έτη φωτός μακριά μεταξύ τους; Και όμως, ακόμη και αν δεν έχουμε καταλάβει τα πάντα γι’ αυτήν, η κβαντοφυσική (ή κβαντομηχανική) ορίζει την καθημερινότητά μας με τρόπους που ίσως δεν φανταζόμαστε – από τη χρήση του GPS έως τις ακτίνες λέιζερ. Τον μήνα που πέρασε, μάλιστα, στη χώρα μας, μια εισαγωγή στην κβαντoφυσική άρχισε να διδάσκεται για πρώτη φορά στους μαθητές της Γ΄ Λυκείου και αποτελεί ύλη για τις Πανελλήνιες Εξετάσεις.

The ideas at the root of quantum theory remain stubbornly, famously bizarre: a solid world reduced to puffs of probability; particles that tunnel through walls; cats suspended in zombielike states, neither alive nor dead; and twinned particles that share entangled fates. For more than a century, physicists have grappled with these conceptual uncertainties while enmeshed in the larger uncertainties of the social and political worlds around them, a time pocked by the rise of fascism, cataclysmic world wars, and a new nuclear age. In Quantum Legacies, David Kaiser introduces readers to iconic episodes in physicists’ still-unfolding quest to understand space, time, and matter at their most fundamental. In a series of vibrant essays, Kaiser takes us inside moments of discovery and debate among the great minds of the era—Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Stephen Hawking, and many more who have indelibly shaped our understanding of nature—as they have tried to make sense of a messy world.

Και ενώ η έρευνα πάνω στον τομέα συνεχίζεται, ένας Αμερικανός φυσικός, καθηγητής Ιστορίας της Επιστήμης στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT), o Ντέιβιντ Κάιζερ, γύρισε εκατό χρόνια πίσω και αποφάσισε να πιάσει το νήμα αυτής της συναρπαστικής ερευνητικής πορείας από την αρχή. Από τον Αϊνστάιν έως τον Χόκινγκ, από την αρχή του 20ού αιώνα έως σήμερα, ακροβατώντας δεξιοτεχνικά στο όριο μεταξύ επιστήμης και Ιστορίας, συνόψισε, θα έλεγε κανείς, όλη τη σύγχρονη φυσική σε ένα πολύτιμο βιβλίο που εκδόθηκε τρία χρόνια πριν στην Αμερική με τίτλο «Quantum Legacies».

Σε αυτήν, εκλαϊκεύει δυσνόητες επιστημονικές έννοιες ενώ παράλληλα διηγείται ιστορίες ανθρώπων και κοινωνιών – ιστορίες που καταφέρνουν, όπως σημειώνει σχετικά και ο νομπελίστας φυσικός Κιπ Θορν, «να ενσωματώνουν την ανθρώπινη ιστορία στην επιστήμη».

Ο Κάιζερ μας ταξιδεύει στον πυρήνα σπουδαίων ιστορικών στιγμών ανακάλυψης και έντονων αντιπαραθέσεων, με πρωταγωνιστές ορισμένους από τους σημαντικότερους επιστήμονες της περιόδου, όπως τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, τον Έρβιν Σρέντιγκερ και τον Στίβεν Χόκινγκ, που άλλαξαν για πάντα την κατανόησή μας για τη φύση. Καθώς εκτείνονται ταυτόχρονα στον χώρο και στον χρόνο, τα ιστορικά αυτά επεισόδια διατρέχουν τη συναρπαστική δεκαετία του 1920, τις σκοτεινές μέρες της δεκαετίας του 1930, τις αναταράξεις του Ψυχρού Πολέμου και τις ιδιαίτερες πολιτικές πραγματικότητες που τον ακολούθησαν. Τόσο σε αυτές τις περιόδους, όσο και στη δική μας, η φιλοδοξία των ερευνητών πολύ συχνά είναι να ξεπεράσουν τις ιδιαιτερότητες του εδώ και του τώρα και να προτείνουν ιδέες σχετικά με το πώς λειτουργεί ο κόσμος, που θα αντέχουν στον χρόνο και θα ξεπερνούν τα στενά όρια της αντίληψης ενός μεμονωμένου ερευνητή. Στην Κβαντική Κληρονομιά, ο Κάιζερ αποκαλύπτει το δύσκολο και συχνά χαοτικό έργο που απαιτείται για το χτίσιμο μιας κοινής κατανόησης ανάμεσα σε εκπροσώπους διαφορετικών γενεών και με αυτό τον τρόπο αναδεικνύει τους βαθύτατους δεσμούς ανάμεσα στην επιστημονική αναζήτηση και στην ανθρώπινη φύση. (Από την παρουσίαση στο οπισθόφυλλο του βιβλίου)

Το βιβλίο κυκλοφορεί τώρα και στην Ελλάδα με τον τίτλο «Κβαντική κληρονομιά» από τις εκδόσεις Ροπή. Όπως γράφει στον πρόλογο ο ιστορικός της φυσικής Γρηγόρης Πανουτσόπουλος, ο οποίος, μαζί με τον Θεμιστοκλή Χαλικιά, έκανε τη μετάφραση και την επιστημονική επιμέλεια της ελληνικής έκδοσης, «ο Ντέιβιντ Κάιζερ συρράφει σε μια ενιαία αφήγηση παγκοσμίους πολέμους, ιστορίες κατασκοπείας, κινήματα αντικουλτούρας, ψυχροπολεμικές διενέξεις, ρηξικέλευθες ιδέες, ανθρώπινες αδυναμίες, κβαντικά πηγάδια, γιγάντιους επιταχυντές σωματιδίων, εξισώσεις, πανεπιστημιακά εγχειρίδια και πολεμικά ερευνητικά προγράμματα».

– Σχεδόν εκατό χρόνια μετά τις απαρχές της κβαντικής θεωρίας και εξήντα χρόνια μετά εκείνη τη διάσημη ρήση του Ρίτσαρντ Φάινμαν, άραγε, συνεχίζουμε να μην καταλαβαίνουμε την κβαντομηχανική;

– Πράγματι, ενώ σήμερα χρησιμοποιούμε τις εξισώσεις της κβαντοφυσικής σε μεγάλη σειρά εφαρμογών και έχουμε μια βαθιά κατανόησή της, η περιβόητη εκείνη φράση του Φάινμαν ακούγεται ακόμη αληθινή. Ο λόγος είναι ότι, όταν προσπαθούμε να βάλουμε σε απλές λέξεις ή εικόνες πώς θα λειτουργούσε ο κόσμος ώστε να ανταποκρίνεται σε αυτές τις εξισώσεις, ακόμη πέφτουμε πάνω σε τοίχο. Αυτό που συμβαίνει σήμερα είναι ότι κάποιοι επιστήμονες δηλώνουν πως καταλαβαίνουν απολύτως καλά τη θεωρία, ενώ κάποιοι συνάδελφοί τους λένε πως είναι αυτοί που την καταλαβαίνουν ακόμη καλύτερα – ενώ όλο αυτό απλά δείχνει ότι ακόμη κανείς δεν την καταλαβαίνει! Ναι, λοιπόν, ακόμη ξύνουμε το κεφάλι μας με απορία κοιτώντας τα φαινόμενα της κβαντομηχανικής.

– Σε ό,τι αφορά εμάς, τους απλούς ανθρώπους, και την καθημερινότητά μας, πού συναντάμε, πού βιώνουμε την κβαντομηχανική στη ζωή μας;

Navigating to unknown locations has never been easier as it has been with the aid of Quantum Physics. While using a mobile phone for navigation, the GPS receiver in the phone is responsible for picking up the signal from multiple clocks. The distance and time between your current location and the destination are calculated by calculating different arrival times from different satellites. Moreover, even the distance from your current location from each satellite is also calculated. Each satellite is equipped with an atomic clock, which relies on Quantum Physics only.

– Είμαστε βυθισμένοι μέσα στα «δώρα» της έρευνας πάνω στην κβαντομηχανική κάθε μέρα – για την ακρίβεια, κάθε στιγμή της κάθε μέρας μας. Και αυτό είναι κάτι που ισχύει εδώ και πάνω από μισόν αιώνα. Η κατανόηση του πώς λειτουργούν τα τρανζίστορ, αμέσως μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, όρισε έκτοτε την καθημερινότητά μας (απλά σκεφτείτε τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές). Όσο για τα λέιζερ, σκεφτείτε πόσο αυτονόητο μας φαίνεται πλέον να «σκανάρεται» με ένα μικρό μηχάνημα ένα προϊόν στο ταμείο του σούπερ μάρκετ. Μιλάμε, στην ουσία, για ανακαλύψεις στις οποίες κρύβονται μέσα βαθιές κβαντικές ποιότητες τις οποίες ο ίδιος ο Αϊνστάιν συνέβαλε στο να κατανοήσουμε, έναν αιώνα πριν. Για να μην αναφέρουμε ένα ακόμη πιο «χτυπητό» παράδειγμα, το οποίο είναι τα εργαλεία πλοήγησης που χρησιμοποιούμε σήμερα και βασίζονται σε ένα σύστημα που λέγεται GPS, το οποίο δουλεύει επειδή έχουμε φτιάξει ρολόγια ακριβείας δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου – τα κοινώς αποκαλούμενα «ατομικά ρολόγια». Και, πιστέψτε με, δεν μπορεί κάτι να γίνει πιο «κβαντομηχανικό» από τα ατομικά ρολόγια! Το γεγονός, λοιπόν, πως μπορούμε να καταλάβουμε τις μικροσκοπικές δονήσεις συγκεκριμένων σωματιδίων και να κατασκευάσουμε συσκευές που δουλεύουν με βάση αυτή την κατανόηση, δείχνει ότι, χωρίς υπερβολή, είμαστε βαθιά μέσα στην κβαντομηχανική, ακόμη και αν δεν το γνωρίζουμε ή δεν το παρατηρούμε.

– Άραγε, τα πράγματα γίνονται παρομοίως «αλλόκοτα» και όταν η επιστήμη της φυσικής στρέφει τη ματιά της, από το μικροσκοπικό στο αχανές, από τον υποατομικό κόσμο στον κόσμο της αστρονομίας και του σύμπαντος;

Written by Joseph Conlon. Professor of Theoretical Physics, University of Oxford.

– Ναι, συμβαίνουν και εκεί παράξενα πράγματα, αλλά με άλλους τρόπους. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που ακόμη αντιμετωπίζουμε είναι πώς μπορεί να συγκεραστεί η φυσική του πολύ μεγάλου, του σύμπαντος, που έχει περιγραφεί τόσο εύγλωττα από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, με τη θεωρία της κβαντομηχανικής και τη φυσική στο υποατομικό επίπεδο. Σκοπός μας είναι τώρα να βρούμε πώς θα ενώσουμε αυτές τις δύο τόσο όμορφες αλλά τόσο διαφορετικές θεωρίες για το πώς λειτουργούν ο κόσμος και η φύση. Και, ακόμη ψάχνουμε – πολύ συχνά κιόλας, στο σκοτάδι.

– Μιλώντας για την αστροφυσική, έρχεται στον νου ο Στίβεν Χόκινγκ, με τον οποίο μάλιστα διαλέγετε να κλείσετε και το βιβλίο σας. Ποια είναι η δική του «κβαντική κληρονομιά»;

HARVARD SCIENCE BOOK TALK: David I. Kaiser, in conversation with Amanda Gefter "Quantum Legacies: Dispatches from an Uncertain World".

– O Χόκινγκ, περισσότερο από κάθε άλλον στη γενιά του, προσπαθούσε να βρει τη λύση στην πρόκληση που περιγράψαμε μόλις πριν. Ήταν πρωτίστως ένας ειδικός στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, ένας εξπέρ στις καμπυλώσεις του χωροχρόνου και στις μαύρες τρύπες, και, προς τιμήν του, δεν έμεινε εκεί. Ήθελε πολύ να δει τι συμβαίνει όταν προσπαθείς να συνδέσεις αυτές τις δύο πολύ διαφορετικές αντιλήψεις του σύμπαντος, την κβαντική θεωρία και τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, και, όπως και κανείς άλλος έως τώρα, δεν τα κατάφερε. Σημείωσε, όμως, μια σειρά από περίεργα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα όταν πάμε να το κάνουμε, όπως π.χ. η λεγόμενη «ακτινοβολία Χόκινγκ». Ήταν ο πρώτος που προσπάθησε να εξηγήσει τον κόσμο μέσα από μια ένωση των δύο θεωριών και στάθηκε βαθιά επιδραστικός στην επιστημονική κοινότητα.

– Ο Βασίλι Καντίνσκι είχε γράψει στο εμβληματικό βιβλίο του «Για το πνευματικό στην τέχνη», το 1910, τη διάσημη φράση: «Κάθε έργο τέχνης είναι παιδί της εποχής του, συχνά είναι μητέρα των αισθημάτων μας». Πιστεύετε πως θα μπορούσαμε να την παραφράσουμε, ώστε να μιλήσουμε για την επιστήμη της φυσικής;

Όταν ο Kandinsky λέει ότι η φόρμα πρέπει να εκφράσει κατά τον πιο εκφραστικό τρόπο το εσωτερικό της περιεχόμενο πρόκειται ουσιαστικά για το "ασύλληπτο" πέρασμά του απ' τον εξπρεσιονισμό στην αφαίρεση. Είναι η εποχή που έχει τελειώσει τη συγγραφή του "Για το Πνευματικό στην Τέχνη" και φτιάχνει την "πρώτη αφηρημένη ακουαρέλα". Τα γεωμετρικά σχήματα - σύμβολα που παρατηρούμε στα έργα του της περιόδου 1910-1920/22 αποτελούν τα σημεία της τελικής ευθείας, το κλειδί ανάμεσα στο προσωκρατικό όριο και στην κάθαρση του πέρατος. Αυτό που έχτισε στην επιφάνεια δεν είναι παρά η αντανάκλαση ενός σχεδιασμού κάτω απ' την επιφάνεια. Πνεύμα κονστρουκτιβιστικό με έκκεντρο κίνηση που, όπως σημειώνει ο Giulio Carlo Argan, "υποχρεώνεται ταπεινά να ξαναθεωρήσει ολόκληρο το πρόβλημα της ζωγραφικής του για να φτάσει σ' έναν ορισμό πιο φωτεινό γύρω απ' την αξία των σημείων, της στοιχειώδους γεωμετρικής φόρμας και των χρωμάτων" [...] Ο καλλιτέχνης - δημιουργός "χώνει βαθιά στη φόδρα του την κάννη του" και θεωρεί τον κόσμο σαν μια δική του υπόσταση και τον ίδιο του τον εαυτό τίποτ' άλλο από μια κατάσταση του κόσμου. Αφιερωμένος στην πορφυρή του σκιά αφήνει μια δέσμη φωτός να πετάξει στον αέρα. Εμείς για να τον δούμε ολόκληρο πρέπει να μπούμε στη σκιά του... (Απόσπασμα από τον πρόλογο της έκδοσης)

– Ναι, το πιστεύω – ιδίως όταν σκέφτομαι όλα αυτά που μπορεί να νιώθουν τα παιδιά στο σχολείο, κατά την πρώτη τους «γνωριμία» με την κβαντική θεωρία. Όλο αυτό το δέος και τον θαυμασμό, ενώ αναρωτιούνται με έκπληξη «πώς μπορεί ο κόσμος να δουλεύει έτσι;». Το ίδιο βέβαια ισχύει για όλους μας, από τα παιδιά του λυκείου έως τους ενηλίκους και τους επιστήμονες: η μελέτη των κβαντικών φαινομένων είναι σαν ένα αστυνομικό μυστήριο κατά το οποίο μαζεύουμε αποδεικτικά στοιχεία, αλλά δεν ξέρουμε πώς θα τελειώσει. Ειδικά μεταξύ των ερευνητών και των ερευνητικών ομάδων, γεννάει και έναν παθιασμένο ανταγωνισμό, μια ένταση, και μοιάζει σαν μια πανανθρώπινη διανοητική περιπέτεια, ένα δράμα τού «ποιος θα βρει πρώτος τις απαντήσεις». Η έκπληξη, το μυστήριο, ακόμη και η αισθητική και η ομορφιά που περιέχονται σε όλη αυτή την έρευνα, είναι όλα στοιχεία που μου επιτρέπουν να πω πως πλησιάζουμε αρκετά αυτό το πλούσιο φάσμα των συναισθημάτων στο οποίο αναφερόταν ο Καντίνσκι.

– Σε μια κριτική του για την «Κβαντική κληρονομιά», ο θεωρητικός φυσικός και συγγραφέας Σον Κάρολ αναφωνεί: «Οι φυσικοί είναι άνθρωποι!», κάτι που υποδηλώνεται συνεχώς στο βιβλίο σας. Γιατί, όμως, αυτό δεν είναι αυτονόητο;

Στο TEDxCaltech ο κοσμολόγος Σον Κάρολ θέτει -- σε ένα διασκεδαστικό και προκλητικό ταξίδι στη φύση του χρόνου και του σύμπαντος -- μία φαινομενικά απλή ερώτηση: Γιατί να υπάρχει ο χρόνος; Οι πιθανές απαντήσεις καταδεικνύουν μία εκπληκτική οπτική για την φύση του σύμπαντος και τη θέση μας σε αυτό. A physicist, cosmologist and gifted science communicator, Sean Carroll is asking himself -- and asking us to consider -- questions that get at the fundamental nature of the universe.

– Φαντάζομαι επειδή η έρευνά μας συχνά μοιάζει αφηρημένη, εκφράζεται με «τρομακτικά» μαθηματικά και λαμβάνει χώρα κεκλεισμένων των θυρών, σε δυσπρόσιτα μέρη. Είναι λες και όλοι πιστεύουν πως κάνουμε περίεργες, θεωρητικές έρευνες απομονωμένοι σε κάποια νησιά. Αλλά, ποτέ δεν ήταν έτσι, και δεν είναι έτσι: οι προσωπικές, ανθρώπινες ιστορίες μας είναι ένα μεγάλο κομμάτι της εικόνας – από το πόσο ντροπαλός ήταν ένας από τους μεγαλύτερους φυσικούς στην ιστορία, ο Βρετανός Πολ Ντιράκ, μέχρι το πόσο τρομακτικά επίμονος ήταν ο Στίβεν Χόκινγκ ή το προσωπικό δράμα του Αυστριακού φυσικού Πάουλ Ερενφεστ. 

In his new book of essays, David Kaiser explores quantum physics from a scientific, historical, economic and philosophical standpoint.

Αλλά, ως ιστορικός, ακόμη πιο ενδιαφέρον μού είναι το πώς μπορούμε να χωρίσουμε αυτές τις προσωπικότητες σε διαφορετικές κουλτούρες και εποχές, σε σχολές σκέψης για τι μπορεί να είναι σωστό ή λάθος στη φυσική ή στην καθημερινή ζωή. Πώς ήταν άραγε να ανακαλύπτεις νέα πράγματα στην εποχή των ναζί, μην ξέροντας πού θα χρησιμοποιηθούν, ή πώς μπορεί να ήταν να κάνεις έρευνα πάνω στους πυραύλους κατά την περίοδο του Ψυχρού Πολέμου; Μιλάμε, δηλαδή, για προσπάθειες να ανακαλύψουμε πώς λειτουργεί ο κόσμος σε πολύ συγκεκριμένους τόπους και στιγμές. Και αυτό με ιντριγκάρει πολύ: πώς οι εποχές, το πλαίσιο και οι θεσμοί τους επηρέασαν τις ιδέες μας, την επιστημονική μας έρευνα; Τι προτεραιοποιήθηκε μέσα στην Ιστορία, γιατί γνωρίζουμε τόσο πολλά για κάποια πράγματα και λιγότερο για άλλα; Και αυτό είναι κάτι που ξεπερνά τις μαθηματικές εξισώσεις.

Πηγές: https://www.kathimerini.gr/opinion/interviews/562318660/kvanta-gps-kai-alla-mystiria-tis-zois/ - https://web.mit.edu/dikaiser/www/

H εκτόξευση της ευρωπαϊκής διαστημικής αποστολής «JUICE». JUICE: A complete guide to Jupiter's icy moon exploring mission

Η πρωτοποριακή διαστημική αποστολή JUICE του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) είναι έτοιμη να αναχωρήσει στις 13 Απριλίου για να εξερευνήσει τον μεγαλύτερο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος, τον Δία, καθώς και τα παγωμένα φεγγάρια του, Γανυμήδη, Καλλιστώ και Ευρώπη. Europe's JUICE spacecraft will be the first satellite to orbit a moon other than Earth's own, Jupiter's Ganymede. Image credit: ESA/ATG MediaLab

Στην επιστημονική ομάδα που σχεδίασε και υλοποιεί την αποστολή συμμετέχουν η Ακαδημία Αθηνών με επικεφαλής τον αντιπρόεδρό της, Σταμάτη Κριμιζή, και το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή του, Θεόδωρο Σαρρή.

Η αποστολή φέρει την ονομασία «Jupiter Icy Moon Explorer» («Εξερευνητής των παγωμένων φεγγαριών του Δία») και συγκεντρώνει πολλές πρωτιές.

Scientists don't know for sure whether Ganymede has a subsurface ocean. Juice will likely find the answer. Image credit: ESA/ ATG MediaLab

 Πρόκειται για το πρώτο διαστημόπλοιο που θα βρεθεί ποτέ σε τροχιά γύρω από ένα άλλο φεγγάρι, πέρα από το δικό μας, τον Γανυμήδη, που είναι το μεγαλύτερο φεγγάρι του Δία. Επίσης, θα είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος που θα χρησιμοποιήσει τη βαρυτική υποβοήθηση Σελήνης – Γης για να εξοικονομήσει καύσιμα και το πρώτο που θα αλλάξει τροχιά από έναν άλλο πλανήτη σε ένα από τα φεγγάρια του (από τον Δία στο Γανυμήδη).

ESA’s Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) is scheduled to launch atop an Ariane 5 rocket in April 2023. It will take about 8 years to arrive at the jovian system after several gravity assists. See its journey from the pad to Jupiter and its moons in these animated views. Credit: Space.com | animation courtesy: ESA / ATG medialab | edited by [Steve Spaleta]. Music: Concentrate by Brendon Moeller / courtesy of http://www.epidemicsound.com

Η εκτόξευση θα γίνει στις 13 Απριλίου από τη Γαλλική Γουιάνα και θα είναι η τελευταία αποστολή της ESA που θα ξεκινήσει με πύραυλο Ariane 5, πριν αναλάβει το Ariane 6.  Την ίδια ώρα επιστήμονες θα βρίσκονται στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικών Επιχειρήσεων της Γερμανίας για να παρακολουθούν την εκτόξευση.

Η αποστολή είναι η πρώτη μεγάλης κλίμακας του προγράμματος «Cosmic Vision 2015-2025» της ESA, που έχει ως στόχο να απαντήσει σε δύο θεμελιώδη ερωτήματα: ποιες είναι οι συνθήκες για τον σχηματισμό των πλανητών και την εμφάνιση της ζωής και πώς εξελίχθηκε το Ηλιακό μας Σύστημα. Στην αποστολή συνεισφέρουν, επίσης, η NASA, ο Ιαπωνικός Οργανισμός Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης και η Ισραηλινή Διαστημική Υπηρεσία.

Το JUICE αναμένεται να φτάσει στον αέριο γίγαντα Δία σε οκτώ χρόνια για να κάνει λεπτομερείς παρατηρήσεις του. Έπειτα θα κάνει για τρία χρόνια 35 κοντινές διελεύσεις στους τρεις δορυφόρους, πριν τελικά αφιχθεί στον Γανυμήδη, το μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα, γύρω από τον οποίο θα μπει σε τροχιά, σύμφωνα με τον προγραμματισμό τον Δεκέμβριο του 2034. 

Although NASA's Europa Clipper will already be studying the potentially life-bearing Europa by the time when Juice arrives, the European mission also hopes to contribute to our understanding of the mysterious body.  Image credit: ESA/ATG MediaLab

Η αποστολή θα εξερευνήσει σε βάθος το πολύπλοκο περιβάλλον του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη του Ηλιακού μας Συστήματος, θα μελετήσει την εξέλιξη και την προέλευσή του και θα εκτιμήσει τις συνθήκες στο εσωτερικό των παγωμένων φεγγαριών του, όπου πιθανότατα υπάρχουν απέραντοι ωκεανοί νερού. Θα αναζητήσει, επίσης, απάντηση στο ερώτημα εάν υπήρξαν ή υπάρχουν ίχνη πρωτόγονης ζωής στα φεγγάρια του Δία.  Ειδικά η Ευρώπη και ο Γανυμήδης πιστεύεται ότι περιέχουν υπόγειους ωκεανούς κάτω από την παγωμένη επιφάνειά τους, που θα μπορούσαν να περιέχουν περισσότερο νερό από ό,τι οι ωκεανοί της Γης και η αποστολή JUICE θα τους μελετήσει για να εντοπίσει εάν οποιαδήποτε μορφή ζωής θα μπορούσε να προκύψει σε διαφορετικά περιβάλλοντα.

Η ελληνική επιστημονική ομάδα

Το διαστημικό σκάφος περιέχει δέκα όργανα τελευταίας τεχνολογίας, τα οποία αναπτύχθηκαν από επιστημονικές ομάδες από 23 χώρες, καθώς και μεγάλους ηλιακούς συλλέκτες που θα το τροφοδοτούν με ενέργεια. Στην πορεία του θα αντιμετωπίσει πολλούς κινδύνους: σωματιδιακή ακτινοβολία που μπορεί να καταστρέψει τον ηλεκτρονικό εγκέφαλο ή άλλα κρίσιμα υποσυστήματα και όργανα του διαστημικού σκάφους, ακραίες θερμοκρασίες και το εξαιρετικά δυναμικό και αφιλόξενο περιβάλλον του Δία.

Στην αποστολή JUICE συμμετέχει και ελληνική επιστημονική ομάδα, η οποία έλαβε μέρος στον σχεδιασμό ενός από τα όργανα του JUICE, του Particle Environment Package (PEP). 

Ο Σταμάτης Κριμιζής ερευνητής της αποστολής Juice στα φεγγάρια του Δία.

Στην ομάδα συμμετέχουν η Ακαδημία Αθηνών, με επικεφαλής τον αντιπρόεδρό της και πρόεδρο της Διεθνούς Ακαδημίας Αστροναυτικής, ακαδημαϊκό Σταμάτη Κριμιζή, ο οποίος είχε λάβει μέρος και στην ιστορική αποστολή Galileo, την πρώτη που μελέτησε από κοντά το γιγάντιο σύστημα του Δία, και το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Θεόδωρο Σαρρή. 

The crater-riddled Callisto is the least explore of the three Jovian moons that JUICE will study.  Image credit: ESA/ATG MediaLab

Στόχος του PEP είναι να διερευνήσει την τρισδιάστατη δομή του δίσκου πλάσματος του Δία και να χαρτογραφήσει πώς η έντονη ροή του πλάσματος βομβαρδίζει τις επιφάνειες των φεγγαριών του. Επίσης, για πρώτη φορά θα λάβει δείγματα των αδύναμων ατμοσφαιρών των φεγγαριών με σκοπό την κατανόηση του τρόπου που τα υλικά απελευθερώνονται επάνω και ακριβώς κάτω από την επιφάνεια. 

Σαρρής Θεόδωρος | ΔΠΘ | Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών.

Στόχος των πειραμάτων που θα διεξάγει η ελληνική ομάδα με το PEP μετά την άφιξη του JUICE, επισημαίνει ο κ. Σαρρής, «είναι να μελετήσουμε τα ενεργητικά σωματίδια στο περιβάλλον του Δία και των φεγγαριών του, ώστε να δούμε από πού προέρχονται, πώς κατανέμονται και πώς παγιδεύονται μέσα στο μαγνητικό πεδίο του Δία. Επίσης, έχει πολύ ενδιαφέρον να δούμε τις ομοιότητες και τις διαφορές ανάμεσα στον Δία και τη Γη σε σχέση με τους μηχανισμούς επιτάχυνσης σωματιδίων. Οι συγκριτικές μελέτες διαφορετικών συστημάτων είναι από τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα στη φυσική του Διαστήματος».

Surface changes on Io. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Ένα από τα ερωτήματα που φιλοδοξεί να απαντήσει η αποστολή είναι εάν οι συνθήκες στον Δία και τα φεγγάρια του είναι τέτοιες που να ευνοούν την ύπαρξη οποιασδήποτε μορφής ζωής και ο κ. Σαρρής υπενθυμίζει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ότι το μαγνητικό πεδίο λειτουργεί στους πλανήτες «σαν ασπίδα προστασίας», που τους προστατεύει από τα πολύ μεγάλης ενέργειας σωματίδια και στην περίπτωση της Γης αποτελεί ένα από τα ιδιαίτερα στοιχεία της «που επέτρεψαν να υπάρχει ζωή».

Το Εργαστήριο Ηλεκτρομαγνητικής Θεωρίας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου έχει μακρά εμπειρία στη μελέτη των σωματιδίων μεγάλης ενέργειας, με ανάλυση μετρήσεων και συμμετοχή σε διάφορες αποστολές (Ulysses, Interball, ACE, Cluster και άλλες) και στη διαστημική τεχνολογία με την κατασκευή ηλεκτρονικών συνιστωσών και πειραμάτων για το διάστημα. Επίσης, είχε κατασκευάσει τον δορυφόρο DUTHSat GR-01, ο οποίος το 2017 είχε εκτοξευθεί μαζί με 27 άλλους μικροδορυφόρους στο Διάστημα για να μελετήσουν τη θερμόσφαιρα, το ανώτατο στρώμα της γήινης ατμόσφαιρας.  

Πηγές: https://www.amna.gr/home/article/720163/Stis-13-Apriliou-i-ektoxeusi-tis-europaikis-diastimikis-apostolis-JUICE–tha-taxidepsei-ston-Dia-kai-ta-feggaria-tou–O-an-kathigitis-ThSarris-sto-APE-MPErnrn - https://www.space.com/35692-esa-juice-facts.html - https://sci.esa.int/web/juice/-/59908-juice-s-secondary-target-the-jupiter-system

 

Δήμητρα Μήττα, «Με λένε Αλόπη »*

 Oleksandr Murashko (1875–1919), Girl with a Red Hat (1902-03), oil on canvas, 80 x 65 cm, National Art Museum of Ukraine Національний художній музей України, Kyiv, Ukraine. Wikimedia Commons.

Με λένε Αλόπη. Είμαι σίγουρη πως δεν έχετε ακούσει ποτέ το όνομά –φρόντισαν να το εξαφανίσουν, μαζί και μένα. Δεν έχω καν τάφο. Κι αν είχα, επάνω θα ήταν γραμμένο μόνο το όνομα, Αλόπη, όχι το επίθετο. Μπορεί μόνο ένα Άλφα. Ή τίποτε. Μη φανταστείτε πως ήμουν κάποιο έκθετο παιδί χωρίς οικογένεια, απλώς οι δικοί μου ντρέπονταν για μένα. Και με το δίκιο τους. Δεν υπάρχει ασχήμια που να μην έκανα, κανόνας που να μην καταπάτησα, τις αρχές και τις αξίες που έμαθα από τη συνετή μου μητέρα, τον άξιο πατέρα μου που πλούτισε ξεκινώντας από το μηδέν, κομματάκι κλέβοντας, κομματάκι αδικώντας, κυρίως τους ξένους, αυτούς που είχε υποστατικούς στα κτήματα με τις φράουλες. Όμως έκανε φιλανθρωπίες, φανερά και επώνυμα. Καλός άνθρωπος.

Edouard Manet, Strawberries, Oil on canvas, 8 3/8 x 10 1/2 in. (21.3 x 26.7 cm), ca. 1882

Τι νόστιμες που ήταν εκείνες οι φράουλες που μας έφερνε στο σπίτι ο νεαρός εργάτης με το υπέροχο από τον ήλιο μαύρισμα, κυρίως εκείνες που έβαζε σε ένα ξεχωριστό πλεχτό καλάθι, στολισμένο με κορδέλες... Να πω την αλήθεια, δεν ξέρω αν ήταν οι φράουλες εύγευστες ή τις έκαμνε ο μεταφορέας τους. Λαχτάρησα στη ματιά του, ίδρωσα στο πέρασμά του, μούσκεψα στην καλημέρα του. 

Edward Burne-Jones (1833–1898), Phyllis and Demophoon (1870), boolour and watercolour with gold medium and gum arabic on composite layers of paper on canvas, 47.5 x 93.8 cm, Birmingham Museum and Art Gallery, Birmingham, England. Wikimedia Commons.

Πότε κυλιστήκαμε στο χώμα πάνω στις φραουλιές που έλιωσαν κάτω από την πίεση των κορμιών μας; Πότε ήταν που κοκκινίσαμε από τις φράουλες που σφίγγαμε στη χούφτα μας και τις απλώναμε ο ένας στο κορμί του άλλου; Δεν ξεχώριζε ο χυμός από το αίμα που κύλησε στη γη –το χώμα ρούφηξε την παρθενικότητά μου.

Carolus-Duran (1837–1917), The Kiss (1868), oil on canvas, dimensions not known, Palais des Beaux-Arts de Lille, Lille, France. Wikimedia

Πόσες φορές συναντηθήκαμε; Πόσες φορές καταστρέψαμε φραουλιές; Αυτό νομίζω δεν μου συγχώρησε η μητέρα, η οποία σύντομα κατάλαβε τι γινόταν και πού. «Εκεί πήγατε και βγάλατε τα μάτια σας πανάθεμά σε;» Τη φράση αυτή τη συνόδευε ένας αναστεναγμός που δεν τον καταλάβαινα ακριβώς. Πάντως, κρυφά έβαλε εργάτες να καλύψουν τις τρύπες ανάμεσα στα φυτά, να μη φαίνεται ότι κάτι είχε συμβεί εκεί. Να μην το καταλάβει ο Πατέρας.

Ford Madox Brown (1821–1893), Take your Son, Sir! (1851-52), oil on canvas, 70.5 x 38.1 cm, The Tate Gallery (Presented by Miss Emily Sargent and Mrs Ormond in memory of their brother, John S. Sargent), London. © The Tate Gallery and Photographic Rights © Tate (2016), CC-BY-NC-ND 3.0 (Unported)

Έμεινα έγκυος. Δηλαδή, εγώ δεν κατάλαβα τίποτε, η μάνα μου το κατάλαβε. «Καλά, χαζή είσαι; Δεν πρόσεχες;» σύριξε μέσα στο αυτί μου. Μα τι έπρεπε να προσέξω; Πάντως, στάθηκε καλή μαζί μου –«τώρα θα τα διορθώσουμε τα πράγματα»–, δεν κατάλαβα τι έπρεπε να διορθώσουμε αλλά για να το λέει η μάνα... Έκανε το κάθε τι για να πέσει το παιδί –ό,τι της είχε διδάξει και η δική της μάνα–, πονούσα βέβαια, αλλά «έτσι είναι παιδί μου, φυσικό είναι» και «άντε καλέ που πονάς, η ιδέα σου είναι», «να δεις που όλα θα περάσουν και μετά θα παντρευτείς ένα καλό παλληκάρι και θα κάνεις παιδιά...». Αυτό που κουβαλούσα δεν έκαμνε για παιδί; 

Carl Larsson,  Little Red Riding Hood, 1881

Στάθηκε καλή με το παιδάκι που πεισματικά επέμενε να γεννηθεί, ήταν και θεοσεβούμενη η μάνα, πώς να σκοτώσει ένα ζωντανό πλάσμα; Αμαρτία. Το άφησε στο δάσος. Ε, όλο και κάποιος θα περνούσε και θα το λυπόταν, όλο και κάποιο θεριό θα το θήλαζε ή θα το έτρωγε, όλο και η καλή τύχη θα έκαμνε αυτό το παιδί να πεθάνει από ασιτία και αφυδάτωση, από το κρύο ή ζέστη. Τόσα και τόσα παιδιά είχαν παρόμοια τύχη, γιατί όχι και αυτό; 

Έλα όμως που κάποιοι την είδαν, τα σφύριξαν στον πατέρα μου κι εκείνος, «για την τιμή της οικογένειας», έτσι είπε, μη μπορώντας και μη θέλοντας να κάνει διαφορετικά, σκότωσε το παιδί –σιγά τη δυσκολία...–, σακάτεψε τη μάνα που του κράτησε ένα τέτοιο μυστικό –«η σκρόφα»–, κι εμένα μου έκανε τη χάρη να με αφήσει να ζήσω, δίπλα του, πάνω του, από κάτω, στα τέσσερα πεσμένη –μάρτυράς μου η  μάνα μου αν λέω ψέματα. 

Ferdinand Hodler (1853–1918), Portrait of Berthe Jacques, the Artist’s Wife (1894), oil on canvas, 33.5 × 28 cm, Private collection. Wikimedia Commons.

Να ’ναι καλά ο άνθρωπος που μ’ άφησε και έζησα και μου έδωσε την ευκαιρία να μετανιώνω κάθε στιγμή για τον έρωτα που ένιωσα, να ζητώ έλεος και να θεωρώ ευλογία τις τιμωρίες που μου επέβαλε. Με ταπεινότητα δέχομαι τις αγωνίες μου και δεν ξεχνώ στις προσευχές μου να καταριέμαι εκείνον τον ωραίο μαυρισμένο και αυτόν τον άλλον τον σιχαμένο τον θεό, τον Έρωτα. Να πάνε στο διάβολο και οι δυο. Και μάρτυς μου ο πατέρας, δεν έβαλα φράουλα στο στόμα μου από τότε. Ευλογητός Αυτός που με λυτρώνει. 

 Δήμητρα Μήττα

Σημείωση: Το διήγημα περιλαμβάνεται στο ημερολόγιο της Εταιρίας Λογοτεχνών Θεσσαλονίκης για το έτος 2023 με τον γενικό τίτλο Βία κατά των γυναικών. (Εκδόσεις Ρώμη)

Earlom, Richard, Η Αλόπη και ο Ιπποθόωντας, 1787, χαρακτικό. Η Έμα Χάμιλτον ως Αλόπη προστατεύει τον μικρό Ιπποθόωντα από κάποιο επικείμενο κίνδυνο. Λονδίνο, Βρετανικό Μουσείο, 1870,0625.613, © The Trustees of the British Museum

*Στην ελληνική μυθολογία η Αλόπη ήταν κόρη του βασιλιά της Ελευσίνας Κερκύονα. Η Αλόπη από παράνομο δεσμό της με τον θεό Ποσειδώνα γέννησε τον Ιπποθόωντα (Παυσ. Α, 5,2), τον επώνυμο ήρωα της Ιπποθοωντίδας φυλής της Αττικής. Ο πατέρας της, εξοργισμένος από το γεγονός, τη σκότωσε τοξεύοντάς τη και άφησε το παιδί της έκθετο στο δάσος. Τότε ο Ποσειδώνας μεταμόρφωσε την αγαπημένη του Αλόπη σε κρήνη στην Ελευσίνα, «ήτις Φιλότης εκαλείτο» (λεξικό του Ησύχιου στο λήμμα «Αλόπη»). Σύμφωνα πάλι με τον Παυσανία (Α, 39,3), το μνήμα της Αλόπης βρισκόταν στην οδό που οδηγούσε από την Ελευσίνα προς τα Μέγαρα. Από τον μύθο της Αλόπης εμπνεύσθηκε ο Αθηναίος δραματουργός Χοιρίλος ομώνυμο δράμα, όπως και ο Ευριπίδης, του οποίου όμως η ομώνυμη τραγωδία δεν διασώθηκε.

 

Θανάσης Χατζόπουλος, «Σαν σαλτιμπάγκοι». Thanassis Hatzopoulos,” Like tumblers”

Henri de Toulouse-Lautrec (1864–1901), The Rider at the Cirque Fernando (1888), oil on canvas, 98 x 161 cm, Art Institute of Chicago, Chicago, IL. Wikimedia Commons.

Την εξουσία που πλέκουν οι άνθρωποι

Σε ακατοίκητους δρόμους την οδηγούν

 

Όμως ο αέρας φέρνει αρώματα, τραύματα

Η άνοιξη σηκώνει τα μυαλά με την αθέατη

Γύρη στις φυλλωσιές κι ένας κρυφός

Ιδρώτας κόβει τα σώματα

 

Ο καιρός γυρίζει στη χάση του

Οι άνθρωποι δεν έχουν πού ν' αποθέσουν

Την εξουσία του Θεού, σαν σαλτιμπάγκοι

Υψώνονται και πέφτουν

Boris Dmitrievich Grigoriev (1886-1939), In the Circus (1918), media and dimensions not known, St. Petersburg State Museum of Theatrical and Musical Art Санкт-Петербургский государственный музей театрального и музыкального искусства, Saint Petersburg, Russia. Image by shakko, via Wikimedia Commons.

Aπό το βιβλίο «ΣΤΟΝ ΗΛΙΟ ΜΟΙΡΑ», 1996

LIKE TUMBLERS

Honoré Daumier (1808–1879), The Parade, or Street Circus (c 1860), watercolour on paper, 26.6 × 36.7 cm, Musée du Louvre, Paris. Wikimedia Commons.

The authority that men weave

They lead along uninhabited paths

 

Yet the breeze brings fragrances, injuries

The spring stirs minds with the invisible

Pollen in the foliage and a hidden

Sweat breaks out on the bodies

 

The time returns to its waning

People have nowhere to set

God's authority, like tumblers

They rise and fall

Jean-Louis Forain (1852–1931), The Tight-Rope Walker (c 1885), oil on canvas, 46.2 x 38.2 cm, Art Institute of Chicago, Chicago, IL. Wikimedia Commons.

Translated by David Connolly

 From the book “SHARE IN THE SUN”, 1996

 

Αλέξανδρος Χριστόπουλος, «Συμβιβασμός»

William Hahn (1829–1887), Southern Pacific R.R. Station at Sacramento (c 1873-74), oil on canvas, 64.7 × 94.6 cm, location not known. Wikimedia Commons.

Πολλοί μπαίνοντας στο τρένο

ήξεραν πως δεν υπάρχει θέση να καθίσουν.

Αυτοί, οι εξ αρχής φρόνιμοι,

στάθηκαν όρθιοι

διαλέγοντας τις προνομιακότερες θέσεις

για ορθίους.

Άλλοι, στην πορεία αναζήτησαν τέτοια πόστα

ελπίζοντας σε μια βολικότερη μετάβαση.

 

Μερικοί κατά την είσοδο

άρπαξαν το κάθισμα από εξερχόμενους.

Peder Balke (1804–1887), Rough Sea with a Steamship Near the Norwegian Coast (c 1847-50), oil on paper, 33.5 × 42.5 cm, Statens Museum for Kunst (Den Kongelige Malerisamling), Copenhagen, Denmark. Wikimedia Commons.

Μερικοί κατά την είσοδο

άρπαξαν το κάθισμα από εξερχόμενους.

 

Γι’ αυτούς το τώρα έρχεται από πριν

και δε χωρά αμφιβολία

πως μεταξύ ορθίου και καθήμενου

υπάρχει διάκριση σαφής.

Γι’ αυτούς η σβέλτη είσοδος

είναι ζήτημα ζωής και θανάτου

την ώρα που οι άλλοι δίνουν προσοχή

στο κενό μεταξύ συρμού και αποβάθρας.

Joseph Mallord William Turner (1775–1851), Snow Storm, Steam Boat off a Harbour’s Mouth (1842), oil on canvas, 91.4 x 121.9 cm, The Tate Gallery (Accepted by the nation as part of the Turner Bequest 1856), London. Photographic Rights © Tate 2016, CC-BY-NC-ND 3.0 (Unported),

Αλέξανδρος Χριστόπουλος από την ποιητική συλλογή «Βενζόλιο», εκδόσεις Ιωλκός, 2022..

Τα πρώτα αυτο-αναπτυσσόμενα βιοηλεκτρονικά μέσα στον εγκέφαλο δημιούργησαν ερευνητές στη Σουηδία. Electrodes grown in the brain: Paving the way for future therapies for neurological disorders

The injectable gel being tested on a microfabricated circuit. Το επίτευγμα αυτό ανοίγει τον δρόμο για νέες νευρολογικές θεραπείες. Credit: Thor Balkhed

Τα σύνορα ανάμεσα στη βιολογία και στην τεχνολογία γίνονται όλο και πιο ασαφή, κάτι που, μεταξύ άλλων, ανοίγει νέες δυνατότητες στο πεδίο της βιοϊατρικής. Ερευνητές στη Σουηδία, με επικεφαλής έναν Έλληνα της διασποράς, βρήκαν έναν καινοτόμο τρόπο να αναπτύσσουν ηλεκτρόδια μέσα στους ίδιους τους ζωντανούς ιστούς. Το επίτευγμα αποτελεί σημαντικό βήμα για τη δημιουργία βιοηλεκτρονικών κυκλωμάτων πλήρως ενσωματωμένων στον εγκέφαλο των ανθρώπων, στο νευρικό σύστημα και σε άλλα σημεία του σώματος.

Rick Tumlinson co-founded SpaceFund, the world's first tokenized space venture capital fund. Called one of the world’s top space “visionaries” he is credited with helping create the commercial "NewSpace" industry of Elon Musk and Jeff Bezos. He helped start the first mission to find water on the Moon, led the private takeover of the Russian Mir space station, signed the first space tourist, and was a founding board member of the X-Prize. As a result of his world changing work, in 2015 he won the World Technology Award. Considered one of the best speakers in the space field, he is also a writer, policy expert and Congressional witness.  

Τα ίδια τα ενδογενή μόρια του σώματος αποδείχτηκαν αρκετά για να πυροδοτήσουν τον σχηματισμό των βιοηλεκτρονικών (ηλεκτροδίων), χωρίς την ανάγκη κάποιας γενετικής τροποποίησης ή εξωτερικών σημάτων όπως το φως ή η ηλεκτρική ενέργεια, κάτι που ήταν αναγκαίο σε προηγούμενα πειράματα. Οι ερευνητές στη Σουηδία είναι οι πρώτοι στον κόσμο που πέτυχαν κάτι τέτοιο: να εισάγουν μια ουσία σε ένα έμβιο ον και μετά αυτή μόνη της, χρησιμοποιώντας τη χημεία του σώματος, να μεταμορφώνεται σε ένα στερεό αλλά εύκαμπτο αγώγιμο, μη τοξικό και βιοσυμβατό πολυμερές υλικό, κατάλληλο για εμφυτευμένα ηλεκτρονικά.

Τα ίδια τα ενδογενή μόρια του σώματος αποδείχτηκαν αρκετά για να πυροδοτήσουν τον σχηματισμό των βιοηλεκτρονικών (ηλεκτροδίων), χωρίς την ανάγκη κάποιας γενετικής τροποποίησης ή εξωτερικών σημάτων όπως το φως ή η ηλεκτρική ενέργεια, κάτι που ήταν αναγκαίο σε προηγούμενα πειράματα. Οι ερευνητές στη Σουηδία είναι οι πρώτοι στον κόσμο που πέτυχαν κάτι τέτοιο: να εισάγουν μια ουσία σε ένα έμβιο ον και μετά αυτή μόνη της, χρησιμοποιώντας τη χημεία του σώματος, να μεταμορφώνεται σε ένα στερεό αλλά εύκαμπτο αγώγιμο, μη τοξικό και βιοσυμβατό πολυμερές υλικό, κατάλληλο για εμφυτευμένα ηλεκτρονικά.

Το επίτευγμα αποτελεί σημαντικό βήμα για τη δημιουργία βιοηλεκτρονικών κυκλωμάτων πλήρως ενσωματωμένων στον εγκέφαλο των ανθρώπων, στο νευρικό σύστημα και σε άλλα σημεία του σώματος. Ο Έλληνας ερευνητής είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (2003), όπου έκανε επίσης μεταπτυχιακά στη νανοτεχνολογία, ενώ πήρε το διδακτορικό του στη μικροηλεκτρονική από τη γαλλική σχολή Ecole des Mines de Saint-Etienne. Μετά από μεταδιδακτορική έρευνα στο σουηδικό Πανεπιστήμιο του Λινκέπινγκ, σήμερα εργάζεται εκεί και στο Λουντ ως ανώτερος ερευνητής μηχανικός. Τα πειράματα (σε ζωντανά ψάρια και ιστούς άλλων ζώων) του ίδιου και των συνεργατών του - μεταξύ των οποίων δύο ακόμη Έλληνες της διασποράς, η Ελένη Σταυρινίδου και ο Μάριος Σαββάκης του Λινκέπινγκ – έδειξαν ότι είναι δυνατό να δημιουργηθούν με αυτό τον τρόπο βιο-ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο, στην καρδιά και στους μυς των ζώων, χωρίς να προξενηθεί κάποια βλάβη σε αυτά, καθώς τα βιοηλεκτρονικά έγιναν ανεκτά από το ανοσοποιητικό τους σύστημα. Pixabay

Οι ερευνητές των πανεπιστημίων Λινκέπινγκ (Εργαστήριο Οργανικών Ηλεκτρονικών), Λουντ και Γκέτεμποργκ, με επικεφαλής τον Ξενοφώντα Στρακόσα και τον καθηγητή Μάγκνους Μπέγκρεν, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science». «Εδώ και αρκετές δεκαετίες προσπαθούσαμε να δημιουργήσουμε ηλεκτρονικά που μιμούνται τη βιολογία. Τώρα αφήσαμε τη βιολογία να δημιουργήσει τα ηλεκτρονικά για μας», δήλωσε ο Μπέγκρεν.

Η σύνδεση των ηλεκτρονικών με τους βιολογικούς ιστούς είναι σημαντική για να κατανοηθούν καλύτερα οι πολύπλοκες βιολογικές λειτουργίες, να καταπολεμηθούν διάφορες ασθένειες του εγκεφάλου και να αναπτυχθούν νέας γενιάς διεπαφές ανάμεσα στον άνθρωπο και στις μηχανές. Όμως τα συμβατικά βιοηλεκτρονικά που αναπτύσσονται παράλληλα με τη βιομηχανία των ημιαγωγών, έχουν ένα άκαμπτο ηλεκτρονικό υπόστρωμα, καθώς επίσης έναν σταθερό και στατικό σχεδιασμό, με συνέπεια να είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να συνδυαστούν με ζωντανά, δυναμικά και ευαίσθητα βιολογικά συστήματα, προκαλώντας τους φλεγμονή ή τραυματισμό.

Τα νέα οργανικά βιοηλεκτρονικά γεφυρώνουν αυτό το χάσμα μεταξύ του κόσμου της βιολογίας και εκείνου της τεχνολογίας. Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή μέθοδο για τη δημιουργία μαλακών, ηλεκτρικά αγώγιμων υλικών μέσα στους ζωντανούς ιστούς. Εγχέοντας μια γέλη από πολυμερές υλικό που περιέχει ένζυμα, τα οποία λειτουργούν ως καταλύτες, κατάφεραν να «καλλιεργήσουν» ηλεκτρόδια μέσα σε ιστούς ζώων, παρακάμπτοντας την ανάγκη για άκαμπτο ηλεκτρονικό υπόστρωμα.

«Η επαφή με τις ουσίες του σώματος αλλάζει τη δομή της γέλης και την καθιστά καλό αγωγό του ηλεκτρισμού, κάτι που δεν ίσχυε πριν την έγχυση. Ανάλογα με τον ιστό, μπορούμε επίσης να προσαρμόσουμε κατάλληλα τη σύνθεση της γέλης, έτσι ώστε να συνεχιστεί η ηλεκτρική διαδικασία», δήλωσε ο Στρακόσας. Ο Έλληνας ερευνητής είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (2003), όπου έκανε επίσης μεταπτυχιακά στη νανοτεχνολογία, ενώ πήρε το διδακτορικό του στη μικροηλεκτρονική από τη γαλλική σχολή Ecole des Mines de Saint-Etienne. Μετά από μεταδιδακτορική έρευνα στο σουηδικό Πανεπιστήμιο του Λινκέπινγκ, σήμερα εργάζεται εκεί και στο Λουντ ως ανώτερος ερευνητής μηχανικός.

Τα πειράματα (σε ζωντανά ψάρια και ιστούς άλλων ζώων) του ίδιου και των συνεργατών του – μεταξύ των οποίων δύο ακόμη Έλληνες της διασποράς, η Ελένη Σταυρινίδου και ο Μάριος Σαββάκης του Λινκέπινγκ – έδειξαν ότι είναι δυνατό να δημιουργηθούν με αυτό τον τρόπο βιο-ηλεκτρόδια στον εγκέφαλο, στην καρδιά και στους μυς των ζώων, χωρίς να προξενηθεί κάποια βλάβη σε αυτά, καθώς τα βιοηλεκτρονικά έγιναν ανεκτά από το ανοσοποιητικό τους σύστημα.

Θα πρέπει πάντως να γίνουν περαιτέρω μελέτες ασφάλειας και σταθερότητας σε βάθος χρόνου για να προσδιοριστεί κατά πόσο η νέα τεχνολογία είναι δυνατό να ενσωματωθεί χωρίς πρόβλημα σε ανθρώπους για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Αν όντως δοθεί το πράσινο φως, τότε οποιοσδήποτε ζωντανός ανθρώπινος ιστός θα μπορεί ουσιαστικά να μετατραπεί σε ηλεκτρονικό, φέρνοντας ποιο κοντά το «πάντρεμα» της έμβιας και της άβιας ύλης, μια εξέλιξη στα όρια της επιστημονικής φαντασίας.

Στο μεταξύ όμως, θα πρέπει να ξεπεραστούν διάφορα πρακτικά προβλήματα, προτού η νέα ουσία δοκιμαστεί σε ανθρώπους, καθώς π.χ. το πολυμερές μέσα στο σώμα είναι μεν άκρως καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, αλλά δεν έχει βρεθεί ακόμη τρόπος να συνδέεται με μια εξωτερική πηγή ηλεκτρισμού και έτσι να γίνεται λειτουργική.

Πηγές: https://www.amna.gr/home/article/710887/Ta-prota-auto-anaptussomena-bioilektronika-mesa-ston-egkefalo-dimiourgisan-ereunites-sti-Souidia - https://phys.org/news/2023-02-electrodes-grown-brain-paving-future.html - https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9998