Znajdź zawartość

Naukowcom z Instytutu Optyki University of Rochester udało się zmusić wodę by krążyła w pionie, wspinając się po krzemowej powierzchni bez pomocy pomp i innych urządzeń mechanicznych. Ich odkrycia mogą w przyszłości posłużyć do produkcji nowych systemów chłodzenia układów scalonych. Chunlei Guo i Anatoliy Vorobyev, o których pracy informowaliśmy w ubiegłym roku, wykorzystali wyjątkowo krótkie, silne impulsy lasera do stworzenia odpowiednich żłobień na powierzchni krzemu. To właśnie one powodują, że woda pnie się w górę. Przy wielkościach liczonych w skali nano molekuły krzemu oddziałują na molekuły wody silniej, niż inne molekuły wody. To pozwala na przepływ. Stworzenie za pomocą lasera odpowiednich kanałów na powierzchni umożliwia sterowanie tym przepływem. Molekuły wody poruszają się w górę, gdyż każda z nich "chce" zetknąć się z krzemem. Ruch odbywa się z prędkością 3,5 centymetra na sekundę.

Matematycy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego stworzyli równanie na idealne puszczanie kaczek. Temat wydaje się błahy, lecz naukowcy dodają, że wyliczenia można wykorzystać w transporcie morskim – rozważając zachowanie statków na wzburzonym morzu – i powietrznym (tutaj poważnym problemem są z kolei drobiny lodu osadzającego się i odbijającego od skrzydeł czy kadłuba). Profesor Frank Smith pracował nad wyliczeniami z doktorem Peterem Hicksem. W swoim równaniu panowie przeciwstawili sobie wagę i prędkość kamienia oraz opór wody i powietrza, a także grawitację. Teoretycznie można uzyskać do 50 odbić, ale przyznaję, że mój rekord to osiem. Akademik podpowiada, że niezwykle istotnym elementem rzutu jest podkręcenie kamienia, dzięki czemu udaje się podtrzymać stabilność lotu. Co poza tym? Należy wybrać jak najcieńszy i najlżejszy kamyk, a następnie rzucić go z jak największą siłą w maksymalnie poziomej płaszczyźnie jak najbliżej ziemi. Podkręcenie pomaga w locie, zmniejszając opór powietrza. To powinno zapewnić maksymalną liczbę podskoków na wodzie. Rekordzistą w dziedzinie puszczania kaczek jest amerykański inżynier Russell Byars, który uzyskał aż 51 odbić, relaksując się, a jednocześnie ciężko pracując nad rzeką Allegheny w Pittsburghu. Z rad takiego wyczynowca warto skorzystać, a ten podpowiada, by wybierać płaskie kamienie o wymiarach dłoni i podkręcać je za pomocą kciuka i palca wskazującego. Wg niego, najlepiej celować w wodę pod kątem 10-20 stopni. Wiemy już trochę o pożądanych rozmiarach i wadze rzucanego obiektu, lecz co z jego powierzchownością, a konkretnie teksturą? Jedni specjaliści twierdzą, że powinien być gładki, by zmniejszyć opór ośrodka, przez który się przemieszcza. Inni zaś, w tym francuski fizyk z Lyonu Lyderic Bocquet, twierdzą, że taki właśnie efekt zapewnią małe nierówności, które zadziałają jak ułatwiające lot wgłębienia w piłeczce golfowej. Testy najlepiej prowadzić samemu, a że latem pogoda sprzyja, warto wybrać się nad wodę... http://www.youtube.com/watch?v=7deV22aWESc&hl=pl_PL&fs=1

Gdyby przeprowadzić test, co najbardziej zostaje nam w głowach ze szkolnej fizyki, zapewne prym wiodłyby przeczące instynktowi wiadomości o spadaniu. Bo chyba niemal każdy pamięta, że prędkość spadania zależy tylko od grawitacji, nie zależy zaś w ogóle od masy ciała. Dlatego piórko, kamyk i fortepian, zrzucone z tego samego wieżowca, będą spadać z jednakową szybkością - oczywiście jeśli usuniemy zakłócające pomiar powietrze. Niemal tak samo powszechna jest wiedza, że swobodne spadanie nie różni się od swobodnego lewitowania w zerowej grawitacji - oczywiście jeśli pominiemy skutki spadania, czyli bolesne gruchnięcie o ziemię. Każdy zresztą może w ten sposób doświadczyć lewitacji, wystarczy wynająć odpowiedni samolot, który będzie swobodnie spadał przez kilkanaście sekund, takie atrakcje dostępne są komercyjne. Te spostrzeżenia na temat spadania legły u podstaw ogólnej teorii względności Einsteina. Fachowo nazywa się to równoważnością masy grawitacyjnej i masy bezwładnościowej. Jednak zasada równoważności masy nie wynika z żadnego prawa, jest jedynie postulatem. Czy zatem na pewno jest słuszna? Wydawałoby się, że dotychczasowe próby i doświadczenia, jak eksperymenty Eötvösa z wirującymi elementami, dowiodły jego słuszności bez cienia wątpliwości. Dotychczas tak, ale zawsze używano do tego celu stworzonych przez człowieka obiektów makroskopowych. Ale czy zasada równoważności masy obowiązuje również obiekty mniejsze - jak cząstki elementarne? Wiadomo, że fizyka klasyczna rządzi się innymi prawami niż fizyka kwantowa. Do dziś nie udało się ich powiązać, ani objąć żadną nadrzędną teorią, sam Einstein nie potrafił poradzić sobie z tą sprzecznością. Nie wiadomo zatem, jakie efekty dałyby podobne eksperymenty w dziedzinie, gdzie zaczyna rządzić mechanika kwantowa. Ponad wiek po sformułowaniu postulatu równoważności przez Einsteina nadszedł czas na jego zweryfikowanie. Powiedzieć łatwo, wykonać trudno Założenie jest proste: zrzucić w dół szybu obiekty kwantowe. Nieproste jest wykonanie takiego doświadczenia. Dopiero teraz rozwiązanie problemu opisali naukowcy z Uniwersytetu Leibniza w niemieckim Hanowerze. Ernst Rasel zaproponował, aby jako zrzucanego obiektu użyć kondensatu Bosego-Einsteina. Kondensat ten to gaz schłodzony do tak niskiej temperatury, że jego atomy zachowują się jak jedna cząsteczka (fachowo mówiąc, jest to efekt kwantowy w którym bozony uzyskują taki sam pęd, czyli obsadzają stan podstawowy, ale niekoniecznie trzeba to wiedzieć). Normalnie uzyskanie takiego stanu, czyli schłodzenia gazu do zaledwie miliardowych części stopnia powyżej zera absolutnego wymaga skomplikowanej aparatury zajmującej obszerne pomieszczenie: precyzyjnie skalibrowanych laserów, próżniowych komór i zaawansowanej elektroniki. Osiągnięciem hanowerskich badaczy jest upakowane całego urządzenia do kapsuły o średnicy 61 centymetrów i długości 165 centymetrów. Tę można zrzucać z wysokiej na 148 metrów wieży w Bremen, skonstruowanej właśnie do takich eksperymentów. Doświadczenie ze schłodzonym rubidem, powtórzone 180 razy, dowiodło że można obserwować zachowanie kondensatu Bosego-Einsteina z wysoką precyzją. Najbliższy cykl doświadczeń ma na celu porównanie zachowania kondensatów dwóch różnych pierwiastków, rubidu i potasu i stwierdzenie, czy zachowują się identycznie podczas swobodnego spadania. W przyszłości mają być prowadzone obserwacje na orbicie, w warunkach prawdziwej nieważkości. Podczas gdy eksperyment orbitalny może być prowadzony bez przerwy nawet latami, badania swobodnego upadku, z oczywistych powodów, muszą być wielokrotnie powtarzane, żeby uzyskać odpowiednią ilość danych: upadek z wieży w Bremen trwa zaledwie 4 sekundy. Naukowcy chcą zbadać obszar powiązań między mechaniką klasyczną a kwantową, tam, gdzie przebiega między nimi granica. Mają nadzieję na uzyskanie nowego, interesującego spojrzenia na różnice między procesami fizyki klasycznej i kwantowej, a być może nawet na znalezienie klucza do jednej, ujmującej je obie, teorii.

Cały czas słyszymy, także z ekranu telewizora, że za obwisanie skóry należy obwiniać grawitację. Tymczasem badacze z Centrum Medycznego Duke University zaobserwowali, że za przejawy starzenia się odpowiadają zmiany w strukturze kośćca twarzy. Niestety, u kobiet zachodzą one szybciej niż u mężczyzn... Zmiana paradygmatu może mieć ważne następstwa dla chirurgii kosmetycznej oka i twarzy – podkreśla dr Micheale Richard, który przedstawił wyniki badań swojego zespołu na dorocznym spotkaniu stowarzyszenia chirurgów kosmetycznych i rekonstrukcyjnych w Nowym Orleanie. Zawsze skupialiśmy się na naciąganiu i liftingu tkanek miękkich, skóry i mięśni, by kosmetycznie przywrócić pacjentowi młody wygląd. Opierając się na nowych informacjach, korzystniejsze dla nadania twarzy młodzieńczych proporcji wydaje się odtwarzanie znajdującej się pod spodem ramy kostnej. Do tej pory sądzono, że tworząca płytkę wzrostu chrząstka nasadowa zanika po okresie dojrzewania (w domyśle wzrostu) i przekształca się w kość. Eksperci uważali, że wtedy przestają też rosnąć pozbawione płytek kości czaszki. Amerykanie wykorzystali zdjęcia uzyskane podczas tomografii komputerowej 100 kobiet i mężczyzn. Okazało się, że wbrew pierwotnym przypuszczeniom, kości czaszki nadal rosną, gdy ludzie się starzeją. Czoło wysuwa się do przodu, podczas gdy kości policzkowe ulegają cofnięciu. Kiedy fragmenty kośćca zmieniają swoje położenie, przesuwają się również zlokalizowane nad nimi mięśnie i skóra. W miarę starzenia się kości zaczynają się wychylać do przodu. W wyniku tego procesu leżące ponad nimi tkanki miękkie tracą oparcie i zaczynają obwisać. Lekarze podkreślają, że problemy związane ze starzeniem nie ograniczają się wyłącznie do kwestii natury kosmetycznej. Opadające tkanki powiek mogą np. prowadzić do zaburzeń widzenia, zespołu suchego oka oraz nadmiernego łzawienia. Obecnie naukowcy chcą się skoncentrować na wpływie menopauzy na wzrost kości twarzy. Zamierzają też sprawdzić, czy powszechnie stosowane leki przeciwko osteoporozie wpływają na związane ze starzeniem zmiany w kościach twarzy. Dr Richard podkreśla, że chirurdzy kosmetyczni musieli być w czasie operowania bardzo ostrożni, by nie uszkodzić nerwów twarzy. Teraz, gdy będą się zajmować kośćmi, a nie tkankami miękkimi, zabiegi staną się o wiele bezpieczniejsze.