füüsika
25. märts 2009
Tihti kujutatakse aatomit ette miniatuurse Päikesesüsteemina: keskel on tuum nagu Päike ja selle ümber tiirlevad elektronid nagu planeedid. Tänapäeval teame, et selline pilt on tegelikult vale, sest aatomimaailmas kehtivad kvantmehaanika kummalised seaduspärad: elektrone ei saa ette kujutada pisikeste kuulikestena, millel on igal hetkel kindel asukoht, sest pigem on nad teatavasse piirkonda justkui laiali määritud ja moodustavad niinimetatud elektron pilve.
Nüüd aga on rühm Ameerika füüsikuid aatomeid manipuleerinud ja teinud nad tegelikult ka enam-vähem pisikese Päikesesüsteemi sarnaseks.
pilv
Pilved
on nähtavad aerosoolikogumid taevas. Tavaliselt koosnevad veepiisakestest
või jääkristallidest, eriti sageli aga nende segust, mis on kondenseerunud
sobivatel tingimustel. Seejuures hõljuvad pilved planeedi pinna läheduses.
Astronoomias nimetatakse pilveks ka nähtavate aineosakeste massi, mis püsib koos
tänu gravitatsioonile, nagu näiteks udukogu.
Pilved tekivad enamasti õhu adiabaatsel jahtumisel, st reeglina siis, kui õhk
tõuseb, jahtub ja veeaur lõpuks kondenseerub, kuid
tuntakse ka pilveliiki, mis tekib õhu vajumisel.
Pilved klassifitseeriti alles 19. sajandil (Luke Howard) ning tänapäeval
jaotatakse need nelja klassi ja kümnesse põhiliiki. Pilveliike on tegelikult üle saja ning
sagedane on üleminek ühest liigist teise.
Pilved on oluline kliimafaktor, mis põhjustab sademeid (nii vedelaid kui
tahkeid), muudab temperatuurirežiimi vähem kõikuvaks jne, aga nende täpne
klimatoloogiline mõju, eriti temperatuurile, pole siiski teada.
27. veebruar 2009
Ameerika teadlastel on õnnestunud leida lumehelveste ilusat juhuslikku sümmeetriat kirjeldavad võrrandid ja luua nende võrrandite alusel arvutis lumehelbe mudeleid. Wisconsini ning Davise California Ülikooli matemaatikutel kulus mudeli arendamisele kaks aastat.
Kui loodus loob lumehelbeid mängleva kergusega, siis uue arvutiprogrammiga võtab realistliku helbe matemaatiline konstrueerimine terve päeva.
8. detsember 2008
Koerad ja kassid, need igipõlised vaenlased, erinevad paljuski ka käitumise poolest. Nüüd on teadlased välja selgitanud veel ühe erinevuse. Tuleb välja, et kedagi või midagi taga ajades kasutavad koerad oma lihasenergiat märksa efektiivsemalt kui kassid.
Saaki jälitav koer liigub samal ajal ka üles-alla just sellisel viisil, et see võimaldab tal lihaste energiakulu 70 protsendi võrra kokku hoida. Ameerika Ühendriikide Duke'i Ülikooli evolutsiooniantropoloog Daniel Schmitt leidis, et kassil on see kokkuhoiunäitaja ainult 37 protsenti, aga saakloomale vargsi lähenemise puhul veelgi väiksem.
11. november 2008
Kes oleks osanud arvata, et tequilast saab teemanti? Aga just nimelt seda väärtuslikku materjali sellest Mehhiko päritolu agaavijoogist saab. Mehhiko teadlased avastasid, et kui 40-protsendise alkoholisisaldusega valget tequilat kuumutada ja tema aure ränist või roostevabast terasest alusele kondenseerida, võibki neist sinna teemant moodustuda. Nähtuse aluseks on tequila atomaarne koostis, milles vesinikku, hapnikku ja süsinikku on just täpselt parajas vahekorras, et teemant tekkida saaks.
Javier Morales, Luis Miguel Apátiga ja Víctor Manuel Castaño Mehhiko Autonoomsest Rahvusülikoolist loodavad, et tequila aurudest odavalt toodetavad teemantkiled võiks kasutust leida näiteks elektri-isolaatoritena.
24. oktoober 2008
Rahvatarkus ütleb, et luuavarrest võib pauk tulla. Teadus väidab aga midagi veelgi hämmastavamat: kleeplindist võib röntgenkiiri tulla. Jah, täiesti tavalisest kleeplindist, mida mõnikord ka skotšiks nimetatakse, paiskub välja pahvakas röntgenkiirgust, kui teda rulli küljest lahti rebida.
Tõsi, üks aga on ka asjal juures. Kleeplindirull peab rebimise ajal olema vaakumis, õhutühjas ruumis.
7. oktoober 2008
Tänavune Nobeli füüsikaauhind antakse kolmele jaapanlasele, kes on teinud avastusi osakestefüüsika, täpsemalt niinimetatud sümmeetria rikkumise alal.
Ligi pooleteise miljoni dollarilisest ehk umbes 14 miljoni kroonisest preemiasummast poole saab Ameerika Ühendriikides elav ja Chicago Ülikoolis professoriametit pidav Yoichiro Nambu, kes kirjeldas sümmeetria spontaanset rikkumist matemaatiliselt juba 1960. aastal. See kirjeldus on osutunud teoreetiliselt väga viljakaks ning leiab laialdast kasutamist elementaarosakeste Standardmudelis, teoorias, mis ühendab ühtsesse maailmapilti kokku pisimad teadaolevad aineosakesed ning kolm nende vahel mõjuvast neljast fundamentaaljõust.
Standardmudel
1970. aastate alguses loodud ja tänapäeval üldiselt tunnustatud mikromaailma mudel, mis püüab seletada kogu reaalsust struktuurita osakeste ehk elementaarosakeste ja nende osakeste vaheliste jõudude kaudu. Mudel ütleb, millised on tõeliselt elementaarsed osakesed, kui palju neid on ja millised jõud nende vahel valitsevad.
Standardmudeli järgi on olemas kolme tüüpi osakesi: alusosakesed, mõju ehk jõudu ülekandvad osakesed ja Higgsi boson. Ka vastastikmõjusid on Standardmudelis kolm: elektromagnetiline, tugev ja nõrk vastastikmõju. Pikka aega on kõik tehtud mõõtmised Standardmudelit kinnitanud ning alles viimasel aastakümnel on leitud kindlaid asitõendeid, mis viitavad uuele füüsikale väljaspool Standardmudeli piire.
Lisainfo: Andi Hektor, Kristjan Kannike, Suur jaht Higgsi bosonile, Horisont 3/2007
10. september 2008
Hiigelsuur elementaarosakeste põrguti LHC on nüüd Euroopa tuumauuringute keskuses CERNis sisse lülitatud. Mis täpselt toimub ja kuidas Eesti teadlased asjas osalevad, sellest räägib Mario Kadastik Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudist.
Nüüd on esimest korda masinas prootoneid ringi lastud. Aga otseselt uue füüsika tulemusi sealt kohe tulema ei hakka. Tegemist on ju hästi keeruka ja tohutu suure masinaga, mille ümbermõõt on 27 kilomeetrit. Ta on maailmas esmakordne ja ainulaadne ja võtab orienteeruvalt kuu aega, kuni prootonid saadakse piisavalt heasse kontsentratsiooni, et põrked üldse toimuma hakkaksid.
LHC
Suur Hadronite Põrkur LHC (ingl Large Hadron Collider) on CERN-is asuv maailma suurim elementaarosakeste kiirendi. Nimetatud ka põrgatajaks, põrgutiks.
Seadme põhiliseks komponendiks on 27 km diameetriga
ringikujuline tunnel, mis asub sõltuvalt asukohast 50-175 m allpool
maapinda. Tunneli sisemus on jahutatud temperatuurini 1,9 K (−271,25
°C).
Selles ringikujulises tunnelis kiirendatakse kaks vastassuunas
liikuvat prootonite kimpu kõrge kiiruseni (99,999999% valguse
kiirusest) ning vaadeldakse seejärel nende kokkupõrkeid. Niiviisi saadakse uusi teadmisi elementaarosakeste kohta.
Lisainfo: LHC outreach-programmi koduleht
CERN
Euroopa Tuumauuringute Keskus CERN (pr Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) on maailma suurim osakestefüüsika uurimisasutus. Prantsusmaa ja Šveitsi piiril asuvas keskuses töötavad umbes 8000 teadlast ja inseneri.
Lisaks hindamatule panusele osakestefüüsikasse on CERN-is tehtud uurimistöö mänginud olulist rolli interneti arendamisel. Tänapäeval igapäevaselt kasutuses olev veebilehtede süsteem WWW ja hüpertekst loodi algselt teadlaste vahelise infovahetuse lihtsustamiseks.
Lisainfo: CERN-i ametlik koduleht
4. september 2008
Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi teadlased püüavad aru saada, miks mõned valgumolekulid on ka väga madalatel temperatuuridel üllatavalt liikumisaltid.
Instituudis endas konstrueeritud mõõteaparatuur lubab Southamptoni ja Leedsi Ülikoolis sünteesitud valke uurida tuumamagnetresonantsi meetodil väga madalatel temperatuuridel, kuni kümmekond kelvinit.
|
