Uczeni z University of Hannover przeprowadzili niezwykły eksperyment, który ma pomóc w stworzeniu teorii opisującej wszechświat. Świat w skali atomowej jest opisywany przez mechanikę kwantową, z tak niezwykłymi pojęciami jak nielokalność obiektów, splątanie cząstek, zasada nieoznaczoności. Świat w skali makro opisuje teoria względności Einsteina, opierająca się na zjawisku zakrzywienia czasoprzestrzeni, które jest źródłem grawitacji.
Problem, który od dawna trapi uczonych polega na tym, że jak dotąd nikt nie znalazł sposobu aby te dwie teorie połączyć a przecież opisują one ten sam świat, tylko w różnych skalach. Dlatego uczeni szukają nowej, głębszej teorii kwantowej grawitacji.
W przeprowadzonym doświadczeniu wykorzystano niezwykły twór, jakim jest tzw. kondensat Bosego-Einsteina, czyli składający się z wielu atomów gaz, który po ochłodzeniu niemal do zera absolutnego zachowuje właściwości kwantowe przy makroskopowych rozmiarach. Badacze obserwowali zachowanie kondensatu w czasie swobodnego spadku, po spuszczeniu go ze specjalnie skonstruowanej do naukowych eksperymentów, wysokiej wieży.
Uczeni uważają, że obserwacje kwantowych efektów w różnych warunkach grawitacyjnych pomogą znaleźć teorię łączącą dwa istniejące sposoby opisu wszechświata. Uwolnienie od wpływu grawitacji w swobodnym spadku wpłynęło na zachowanie gazu, który zwiększył swoją objętość. Badacze chcą teraz przenieść swój eksperyment do warunków mikrograwitacji, jaka panuje na stacji kosmicznej.
PAP
Ruch drgający-dragania to procesy, w których określona wielkość fizyczna na przemian rośnie i maleje.Pełny cykl drgania nazywa się okresem, a liczba cykli w jednostce czasu to częstotliwość drgań.Np.sprężysty pręt metalowy, wahadło,bicie serca.Ruch harmoniczny-to taki ruch w którym opory ruchu są pomijalnie małe.
Cechy tego ruchu:powtarzający się,prędkość ciała ulega zmianie, zmienia się jaj wartość i zwrot,ciało zbliża się do położenia równowagi r. Przyśpieszonym, a oddala się od niego opóźnionym, w max.wychyleniu szybkość ciała=0,a kiedy przechodzi przez położenie równowagi ma max szybkość.Wahadłem matematycznym nazywamy ciało o masie m skupionej w jednym punkcie zawieszone na nieważkiej i nierozciągliwej nici.( )Drgania własne-tzn., że raz wprawione w ruch wahadło wykonuje drgania o nie zmieniającym się okresie.Odwrotność okresu drgań własnych to częstotliwość drgań własnych.Rezonans-jeżeli częstotliwość siły wymuszonej i drgań własnych jest równa lub prawie równa-amplituda osiąga wartość maksymalną.Gaz doskonały-to taki opis właściwości w którym pominiemy wszelkie oddziaływania”na odległość” występujące między cząsteczkami.(Istnieje teoretycznie).Ruchy Browna-chaotyczne ruchy wykonywane przez cząstki w gazie i cieczy. Ich przyczyną są ruchy i zderzenia cząsteczek. CIECZ- ciało, które ma określoną objętość, a nie ma określonej postaci, Własności cieczy są zależne od temperatury, w niższych temp., bliskich krzepnięcia, ciecz wyraźniej upodabnia się do ciał stałych (krystalicznych), a w wyższych temperaturach — do ciał gazowych. Ciecz różni się od gazów głównie tym, że jej cząsteczki (drobiny) silnie oddziałują wzajemnie na siebie za pośrednictwem sił. Siły spójności-siły międzycząsteczkowe dziłające tylko między cząsteczkami cieczy Siły przylegania- siły działające między cząsteczkami cieczy i ścianek naczynia Prawo Hooke’a-prawo opisujące zależność odkształcenia ciała stałego od przyłozonych sił zew., poddanego sciskaniu lub rozciąganiu.( ) Prawo Ohma- Natężeni prądu w przewodniku jest wprostproporcjonalne do napięcia elektrycznego przyłożonego między końcami przewodnika ( ) Natężenie prądu-wartość ładunku elektrycznego, który przepływa przez przekrój poprzeczny w jednostce czasu (1A, amper) Diamagnetyki-(szkło, ołów) w obecności obcego pola magnetycnego wytwarzają własne,słabe,przeciwne do zew pola pole magnetyczne, Paramagnetyki-(ebonit,magnez)w obecności pola magnetycznego indukuja własne,słabe pole zgodne z polem zew.Ferromagnetyki(ciała stałe o bud.krystalicznej)w obecności pola magnetycznego wykazują silne pole.
Zrobił ktoś może ściąge z tych zagadnień na sesje?
Jestem w trakcie tworzenia, jak ktoś też liczy na pomoce naukowe to mile widziana pomoc
edit
Widze że wszyscy sie uczą i nie chcą ściągi...
W razie czego wrzucam to co do tej pory udało mi sie znaleźć
Wyżażanie – nagrzewanie do określonej temp. wygrzewanie w tej temp, i chłodzenie z szybkością umożliwiającą uzyskanie struktury bardziej zbliżonej do stanu równowagi.
Rozróżniamy wyżażanie: zupełne, niezupełne, izotermiczne, grafityzujące, odprężające.
Hartowanie – austenityzowanie i następne oziębianie z szybkością umożliwiającą uzyskanie struktury martenzytycznej lub bainitycznej.
Odpuszczanie - grzanie uprzednio zahartowanego przedmiotu do temp niższej od Ac1 i chłodzenie w celu zmiany struktury i właściwości. Rozróżniamy: Niskie ok. 150-250oC, średnie ok. 250-500oC, wysokie ok. 500-Ac1.
Ulepszanie cieplne – połączenie operacji hartowania i wysokiego lub średniego odpuszczania
Przesycanie – nagrzewanie do temp rozpuszczania się faz i następnie oziębianie w celu otrzymania przy temp. pokojowej metastabilnego roztworu stałego.
Starzenie – wygrzanie przy temp. pokojowej lub przy innej temp. niższej od temp. rozpuszczania, w celu wydzielenia faz z przesyconego roztworu stałego o odpowiednim stopniu dyspersji.
Termopara – przyrząd służący do pomiaru temp. Wykorzystuje zjawisko termoelektryczne, polegające na indukowaniu się siły termoelektrycznej w połączonej parze przewodników, których końce umieszczone są w punktach o różnej temp.
Badania makroskopowe – polegają na obserwacji okiem nieuzbrojonym lub przy niewielkim powiększeniu odpowiednio szlifowanych i trawionych zgładów, a także przełomów elementów metalowych. Badania te są badaniami niszczącymi ze względu na konieczność wycięcia z badanego elementu odpowiedniej części która następnie jest przedmiotem obserwacji.
Odczynniki: Heyna – ujawnia segregację fosforu i węgla oraz w pewnej mierze strukturę pierwotną. Oberhoffera – ujawnia segregację fosforu i strukturę pierwotną. Baumana – ujawnia rozmieszczenie siarki, częściowo fosforu. Fry – ujawnia odkształcenia plastyczne. Chromowy – ujawnia rozmieszczenie zanieczyszczeń. Jacewicza – ujawnia nieciągłości materiału, wtrącenia niemetaliczne oraz układ włókien. Adlera – ujawnia strukturę spoin.
Próba przełomu niebieskiego –pozwala na ocene wewnętrznych wad makroskopowych stali.
Surówki i żeliwa – stopy żelaza w węglem o teoretycznej zawartości węgla od 2,11 do 6,67. Różnica między nimi polega na sposobie otrzymywania; surówki są bezpośrednim produktem wielkiego pieca, żeliwa otrzymuje się po przetopieniu surówki w piecach odlewniczych.
Żaroodporne – odporne na utleniające działanie gazów przy temp pow 600oC
Żarowytrzymałe – zdolne do przenoszenia obciążeń w wysokich temperaturach
Po co zrzucać kapsułę zawierającą chmurę atomów rubidu, zestaw laserów i pułapkę magnetyczną w dół 110-metrowego szybu? Odpowiedź: by sprawdzić fundament słynnej teorii Alberta Einsteina!
Od niemal stu lat fizyka cierpi na coś w rodzaju rozdwojenia jaźni. Współcześnie opiera się bowiem na dwóch bardzo solidnych, ale wzajemnie niekompatybilnych fundamentach: ogólnej teorii względności oraz mechanice kwantowej. Można powiedzieć, że pierwsza z nich bezbłędnie radzi sobie z opisem Wszechświata w skali makro (włącznie z Wszechświatem jako całością), podczas gdy druga doskonale odzwierciedla skalę mikro – w tym własności podstawowych składników materii.
Już sam Einstein, a po nim kolejne generacje fizyków próbowali i wciąż próbują połączyć te dwie zwaśnione teorie w jedną spójną strukturę teoretyczną. Jak dotąd ten ambitny projekt nie został uwieńczony sukcesem, co w dużej mierze spowodowane jest brakiem danych eksperymentalnych. O ile bowiem każda z dwu wspomnianych powyżej teorii zwycięsko przechodzi kolejne testy w opisywanych przez siebie skalach Wszechświata, o tyle trudno jest przeprowadzić dobre doświadczenie na pograniczu tych skal. Mowa tu o układach rozmiarów milimetrowych, w których zarówno zjawiska kwantowe, jak i relatywistyczne (tj. opisywane przez teorię względności) są praktycznie niezauważalne.
Od 15 lat naukowcy są jednak w stanie tworzyć taki układ fizyczny, który mimo swoich makroskopowych rozmiarów wciąż przejawia niezwykłe kwantowomechaniczne właściwości. Mowa tu o tzw. BEC, czyli kondensacie Bosego-Einsteina (wym. bozego-ajnsztajna). Kondensat ten można wyobrażać sobie jako gaz, którego cząstki ulegają tak silnemu kwantowemu rozmyciu, iż w ogóle przestaje być sensowne mówienie o poszczególnych cząstkach – układ stanowi pojedynczą falę materii.
Tworzenie i badanie tego układu wymaga niestety wiele zachodu. Przeważnie polega to na wzięciu zwykłego gazu atomowego (np. rubidu-87), uwięzieniu go w pułapce magnetycznej i schłodzeniu – np. za pomocą lasera – do ultraniskich temperatur (w wyższych efekty kwantowe przegrywają z chaotycznymi ruchami termicznymi). Potem pułapka jest wyłączana, a kondensat po rozdęciu się do milimetrowych rozmiarów chmurki jest poddawany laserowym pomiarom. Nic dziwnego, że potrzebna jest tu zaawansowana aparatura rozłożona na stabilnym, laboratoryjnym stole.
No, z tym stołem to już nieaktualne. Ostatnio uczonym z Uniwersytetu w Hanowerze (Niemcy) udało się zapakować cały opisany w poprzednim akapicie zestaw doświadczalno-pomiarowy do specjalnej kapsuły, w której BEC jest otrzymywany i badany podczas 4,7-sekundowego spadku w dół 110-metrowego szybu. Na koniec kapsuła ląduje bezpiecznie w głębokim na 8 metrów zbiorniku wypełnionym styropianowymi kuleczkami. Dostępny jest krótki materiał filmowy z przebiegu eksperymentu.
Można spytać: “No dobrze, ale co tu ma do rzeczy ogólna teoria względności?”. Otóż ma – i idzie tu nawet o kwestie zasadnicze. Słynna teoria Einsteina opiera się bowiem na tzw. zasadzie równoważności, która stanowi, że siła grawitacji jest lokalnie nieodróżnialna od sił bezwładności. Mówiąc obrazowo, dla człowieka w spadającej (i nieprzeźroczystej) windzie nie istnieje sposób, aby dowiedział się, czy spada, czy po prostu grawitacja się “wyłączyła” (pomijamy tu końcowe uderzenie o grunt jako potencjalne źródło wiedzy).
Choć zasada ta wydaje się (?) rozsądna, to wciąż nie wiadomo, czy podlegają jej także układy kwantowe. To właśnie niemiecki kondensat, postawiony w sytuacji nieszczęśnika z poprzedniego akapitu, ma pozwolić ustalić to raz na zawsze. Jeśli zasada okaże się spełniona, podpowie to sposób na rozszerzenie mechaniki kwantowej o efekty relatywistyczne. Jeśli nie, wskaże to miejsca, w których trzeba poprawić Einsteina. W obu przypadkach, dostarczy to tak potrzebnych empirycznych wskazówek dla teoretyków poszukujących głębszego, jednolitego opisu rzeczywistości.
New Scientist
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plwpserwis.htw.pl
|