Αγανακτισμένοι οι οικοδόμοι "Είχα παρέα τις φάλαινες"

Απόσπασμα από το βιβλίο του Victor Weisskopf (Βίκτορ Βάισκοφ) Η κβαντική επανάσταση.

Συγκέντρωση και πορεία στο υπουργείο Μακεδονίας-Θράκης πραγματοποίησαν χθες οι οικοδόμοι στη Θεσσαλονίκη, στο πλαίσιο της 24ωρης απεργίας που κήρυξε η Ομοσπονδία τους.

Ο 15χρονος που διέσχισε τον Ατλαντικό αφηγείται την περιπέτειά του

ΓΙΑΤΙ Ο ΟΥΡΑΝΟΣ ΕΙΝΑΙ ΓΑΛΑΝΟΣ;

Τα συνδικάτα των οικοδόμων ζητούν να μην καταργηθεί ο χαρακτηρισμός των βαρέων και ανθυγιεινών επαγγελμάτων, αφού οι εργαζόμενοι στον κλάδο πλέον θα βγαίνουν στη σύνταξη στα 65, και εκφράζουν "την αγανάκτησή τους για την άγρια επίθεση που δέχονται καθημερινά οι εργαζόμενοι από την κυβέρνηση και την εργοδοσία".

ΓΙΩΡΓΟΣ ΑΓΓΕΛΟΠΟΥΛΟΣ

… η κβαντική θεωρία δεν είναι καθόλου απομακρυσμένη από τις ενασχολήσεις μας, αγγίζει τον ίδιο τον κόσμο όπου ζούμε και επιτρέπει να κατανοήσουμε τις πιο λεπτές δομές της ύλης.

Όπως τόνισε το μέλος της διοίκησης του Συνδικάτου Οικοδόμων Θεσσαλονίκης, Αχιλλέας Κωστόπουλος, η κυβέρνηση με το νόμο που ψήφισε το καλοκαίρι "για τη ρύθμιση των εργασιακών σχέσεων" προχωρά στην κατάργηση του οκτάωρου και των συνδικαλιστικών ελευθεριών και επιφέρει ένα σοβαρό πλήγμα στις συλλογικές συμβάσεις εργασίας μέσα από τα τοπικά σύμφωνα απασχόλησης.

Ο 15χρονος Βρετανός Σεμπάστιαν Κλόβερ είναι ο νεαρότερος ιστιοπλόος που πραγματοποίησε μοναχικό διάπλου του Ατλαντικού. Μαζί με τον πατέρα του, ο οποίος διδάσκει ιστιοπλοΐα και πλοήγηση στην ανοιχτή θάλασσα, ξεκίνησαν στις 19 Δεκεμβρίου από την Τενερίφη των Καναρίων Νήσων με δύο δίδυμα ιστιοπλοϊκά σκάφη μήκους 9,8 μέτρων.

Καλώς ή κακώς, μας έχει παράσχει τη δυνατότητα ελέγχου μερικών ενεργειακών διαδικασιών από τις πιο ισχυρές του σύμπαντος.

Δεκαπενταετής πλοίαρχος. Ο νεώτερος ιστιοπλόος που διέπλευσε ποτέ τον Ατλαντικό δέχεται τα συγχαρητήρια του πατέρα του, αφού ολοκλήρωσε το εγχείρημά του φθάνοντας στο Ίνγκλις Χάρμπορ της Αντίγκουα

Εντούτοις θα ήθελα να προσθέσω στην επιχειρηματολογία μου ένα επιπλέον στοιχείο, το οποίο είμαι βέβαιος ότι θα δείξει πως η κβαντική θεωρία της αλληλεπίδρασης του φωτός με την ύλη επιτρέπει να απαντήσουμε σε ερωτήσεις πολύ συνηθισμένες, του τύπου:

Στις 12 Ιανουαρίου ο Σεμπ έφτασε στην Αντίγκουα, στο λιμάνι της οποίας είχε καταπλεύσει ο πατέρας του μία ημέρα νωρίτερα.

Γιατί ο ουρανός είναι γαλανός;

"Οι χειρότερες στιγμές που πέρασα", αφηγείται ο 15χρονος στην ιταλική εφημερίδα "Λα Ρεπούμπλικα", "ήταν όταν φοβήθηκα πως ένα κοπάδι φάλαινες θα κομμάτιαζε την καρίνα μου.

Γιατί το νερό είναι διαφανές;

Ήταν έπειτα από μερικές μέρες στην ανοιχτή θάλασσα όταν τις συνάντησα και ήταν τεράστιες".

Τι είναι αυτό που κάνει το αντικείμενο να φαίνεται χρωματιστό;

Αλλά τελικά όλα πήγαν καλά.

Ή ακόμη, γιατί το μέταλλο είναι στιλπνό;

Τα μεγάλα θηλαστικά απλώς συνόδευσαν για ένα διάστημα το παιδί με την επιβλητική παρουσία τους.

Ο αναγνώστης θα μου επιτρέψει να μη θίξω παρά μόνο την περίπτωση του γαλανού ουρανού, για να αποφύγω μια περίπλοκη παρουσίαση, που, ακόμη και στη μοναδική αυτή περίπτωση, θα παραμείνει σχηματική.

"Ανάμεσα στα πράγματα που μου έλειψαν περισσότερο", λέει ο Σεμπ, "είναι ένα κρεβάτι που να μην κουνιέται.

Πώς η κβαντική θεωρία εξηγεί την απορρόφηση του φωτός από ένα σώμα, με άλλα λόγια, από ένα άτομο ή ένα μόριο;

Κατά μέσο όρο κατάφερνα να κοιμάμαι γύρω στις 6 ώρες την ημέρα βάζοντας τον αυτόματο πιλότο, αλλά ο ύπνος αυτός δεν με ξεκούραζε τελείως.

Ας φανταστούμε ένα άτομο ή ένα μόριο βυθισμένο στο πεδίο ενός φωτεινού κύματος σαφώς καθορισμένου χρώματος.

Προσπαθούσα και να διαβάζω λίγο.

Με κβαντικούς όρους, ένα τέτοιο κύμα περιγράφεται ως ένα σύνολο φωτονίων που έχουν όλα την ίδια ενέργεια hf, η συχνότητα f αντιστοιχεί στο χρώμα του εν λόγω φωτός.

Τέλειωσα τον "Επαναστάτη" του Μπέρναρντ Κόρνγουελ, που είναι ένας από τους αγαπημένους μου συγγραφείς".

Όσο για το άτομο, η κβαντική θεωρία το περιγράφει ως ένα σύστημα του οποίου η ενέργεια είναι κβαντωμένη, δηλαδή παρουσιάζει μια αλληλουχία ενεργειακών επιπέδων, διαχωρισμένων μεταξύ τους:

Το τηλεφώνημα

η ενέργεια ενός ατόμου δεν μπορεί να λάβει παρά ορισμένες τιμές, τις τιμές αυτών των επιπέδων, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές γι΄ αυτό το άτομο ή, ακριβέστερα, για το είδος στο οποίο ανήκει (άνθρακας, άζωτο κτλ.).

"Ήμουν πάντα στο τιμόνι.

Στην κανονική κατάσταση, που ονομάζεται μη διεγερμένη, το άτομο βρίσκεται σ΄ αυτήν από τις επιτρεπόμενες καταστάσεις που χαρακτηρίζεται από την ελάχιστη ενέργεια.

Κάθε τόσο, για να ξεκουράζομαι, άκουγα κασέτες: είχα πάρει πολλές μαζί μου, αλλά στο τέλος άκουγα σχεδόν αποκλειστικά Έμινεμ".

Λέμε ότι βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάστασή του.

Μια από τις σπάνιες στιγμές αποθάρρυνσης που πέρασε ήταν στο τέλος της εβδομάδας πριν από τα Χριστούγεννα, όταν μίλησε στο τηλέφωνο με έναν κολλητό του φίλο: "Ξέρεις", του είπε ανελέητα εκείνος, "απόψε θα πάμε όλοι σ' ένα καταπληκτικό πάρτι".

Όταν δέχεται φωτεινή ενέργεια, που μεταφέρουν τα φωτόνια συχνότητας f, μπορεί να περάσει σε μια ανώτερη ενεργειακή κατάσταση, υπό τον όρο πάντοτε η ενέργεια των φωτονίων hf να είναι ακριβώς ίση με τη διαφορά μεταξύ ενός από τα επιτρεπόμενα ενεργειακά επίπεδα και του θεμελιώδους.

"Και τι κάνω εγώ εδώ, ανάμεσα στους ανέμους και τα κύματα;" αναρωτήθηκε τότε ο Σεμπ.

Αν είναι έτσι τα πράγματα, το άτομο απορροφά ένα φωτόνιο, το οποίο εξαφανίζεται από την προσπίπτουσα δέσμη, και οδηγείται σε μια ανώτερη ενεργειακή κατάσταση.

Και για να ανεβάσει το ηθικό του, τα Χριστούγεννα έφαγε όλο το απόθεμα σοκολάτας που είχε πάρει μαζί του για να γλυκαίνει το εγχείρημά του.

Ονομάζουμε αυτές τις απορροφήσεις "συντονισμένες απορροφήσεις" ή απλώς "συντονισμούς".

"Είχα ένα κιβώτιο γεμάτο σοκολάτες και τις καταβρόχθισα.

Θα εισαγάγω τώρα, για άλλη μία φορά, ένα μοντέλο εύχρηστο για την περιγραφή του ατόμου.

Αλλά το καλύτερο ήταν μετά, όταν, με όλα αυτά τα αλουμινόχαρτα που είχα στη διάθεσή μου, διακόσμησα το εσωτερικό του σκάφους μου για τα Χριστούγεννα".

Ας φανταστούμε τα ηλεκτρόνιά του ως μικρούς ταλαντωτές, ικανούς να πάλλονται υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος και των οποίων οι ιδιοσυχνότητες (δηλαδή οι συχνότητες για τις οποίες το ηλεκτρόνιο συντονίζεται παλλόμενο με μέγιστο πλάτος) αντιστοιχούν σε μεταβάσεις του ατόμου από τη θεμελιώδη κατάσταση σε μια από τις διεγερμένες.

Ο καινούριος χρόνος τού έφερε τη συντροφιά μιας ακόμη φάλαινας: "Αλλά τώρα πια δεν με φόβιζαν και τη βάφτισα Γουίλι.

Με άλλα λόγια, οι ιδιοσυχνότητες του ταλαντωτή, που μας χρησιμεύει ως μοντέλο του ατόμου, είναι ίσες με τις συχνότητες του κβαντικού συντονισμού.

Την κοιτούσα μέσα στα μεγάλα μάτια της και μου έκανε παρέα σχεδόν τρεις ημέρες".

Ας εξετάσουμε την επίδραση του φωτός στα άτομα μέσω του παραπάνω μοντέλου.

Τη στιγμή του αποχωρισμού τους συνέβη το χειρότερο: "Έσπασε ένας από τους κάβους που κρατούσαν το κατάρτι και έπρεπε να διορθώσω τη ζημιά εν πλω, όπως μου είχε μάθει ο πατέρας μου.

Μπορούμε στο εξής να αγνοήσουμε τα φωτόνια και τις κβαντικές καταστάσεις του ατόμου: αυτό το μοντέλο επιτρέπει πράγματι να θεωρήσουμε το φως ως ένα κλασικό ηλεκτρομαγνητικό κύμα, που επιδρά σε κλασικούς ταλαντωτές, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από τις ιδιοσυχνότητές τους.

Έχασα όμως πολύτιμο χρόνο, κι έτσι ο πατέρας μου απέκτησε ένα προβάδισμα το οποίο δεν κατάφερα να καλύψω".

Υπό την επίδραση ενός φωτεινού κύματος ο ταλαντωτής αρχίζει να πάλλεται.

Πλώρη για τον γύρο του κόσμου

Η απόκριση του ταλαντωτή είναι ασήμαντη (αλλά μη μηδενική), όταν η συχνότητα του προσπίπτοντος κύματος είναι διαφορετική από τις ιδιοσυχνότητές του, ενώ αντίθετα γίνεται πολύ σημαντική, όταν οι συχνότητες του κύματος και του ταλαντωτή συμπίπτουν, όταν έχουμε συντονισμό.

Στην Αντίγκουα τον υποδέχθηκαν πλήθος ανθρώπων, μικρόφωνα, κάμερες, ο μπαμπάς και η μαμά του με δάκρυα στα μάτια.

Ποιες είναι λοιπόν οι συχνότητες συντονισμού των διάφορων ατόμων και μορίων;

Και η γιορτή που ξεκίνησε δεν έχει ακόμη τελειώσει.

Για την πλειονότητα των απλών ατόμων (Ο, Ν, Η) είναι αρκετά υψηλότερες από αυτές που χαρακτηρίζουν το ορατό φως.

"Τώρα μου μένει ο γύρος του κόσμου και καλά θα ήταν να τον κάνω με κάποιον σπόνσορα", λέει.

Ανήκουν στην περιοχή του φάσματος η οποία ονομάζεται υπεριώδης.

"Αλλά αυτό που επείγει είναι το σχολείο.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα αέριο είναι διαφανές.

Έμεινα πίσω και πρέπει τώρα να δουλέψω σκληρά".

Για τα μόρια (Ο2, Ν2, Η2Ο) οι συχνότητες συντονισμού είναι χαμηλότερες από τις ορατές συχνότητες του υπερύθρου και μέσα στο υπεριώδες, άρα, και σ΄ αυτή την περίπτωση, βρίσκονται έξω από το ορατό φάσμα. Υπάρχει όμως μια σημαντική διαφορά: στην περίπτωση των ατόμων οι μάζες που ταλαντώνονται είναι αυτές των ηλεκτρονίων. Στην περίπτωση των μορίων, οι μάζες που ταλαντώνονται είναι αυτές των ατόμων και συνεπώς είναι πολύ βαρύτερες από ό,τι στην πρώτη περίπτωση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα και το αυτό κύμα να θέτει πολύ ευκολότερα σε κίνηση τους ταλαντωτές που αντιστοιχούν σε άτομα από ό,τι εκείνους που αντιστοιχούν σε μόρια (*). Τώρα λοιπόν μπορούμε να κατανοήσουμε ένα από τα ωραιότερα χρώματα της φύσης: το γαλανό του ουρανού. Το ηλιακό φως αποτελείται, όπως είναι γνωστό, από ένα σύνολο ακτινοβολιών που περιλαμβάνει όλες τις δυνατές συχνότητες του φάσματος, από το υπεριώδες έως το υπέρυθρο, μέσω του ορατού. Ας εξετάσουμε την επίδραση αυτών των ποικίλων ακτινοβολιών στους ταλαντωτές που απαρτίζουν τα άτομα και τα μόρια μέσα στην ατμόσφαιρα. Οι υπέρυθρες ακτινοβολίες προκαλούν το συντονισμό των μορίων, αλλά τα αντίστοιχα πλάτη είναι μικρά, όπως μόλις αναφέρθηκε. Αντίθετα οι υπεριώδεις ακτινοβολίες προκαλούν το συντονισμό των ατόμων και τα αντίστοιχα πλάτη είναι σημαντικά.

Όσο για το ορατό φως, θέτει σε κίνηση τους ταλαντωτές με ένα πλάτος ταλάντωσης σχετικά μικρό, αλλά το ίδιο για όλους, αφού οι ταλαντωτές που περιλαμβάνονται δε συντονίζονται στο ορατό.

Συνολικά, το ηλιακό φως προκαλεί ταλαντώσεις μέσου ή μικρού πλάτους στο ορατό, αμελητέου στο υπέρυθρο και πολύ μεγάλου στο υπεριώδες.

Επιπλέον πρέπει να λάβουμε υπόψη μας ότι ένα ταλαντούμενο φορτίο, όπως συμβαίνει να είναι το ηλεκτρόνιο ενός ατόμου που εξαναγκάζεται σε ταλάντωση, είναι επίσης πομπός φωτός. Εδώ έχουμε ένα από τα θεμελιώδη συμπεράσματα της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του Maxwell. Ένα ταλαντούμενο ηλεκτρόνιο εκπέμπει προς όλες τις κατευθύνσεις ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα (με άλλα λόγια, φως), του οποίου η συχνότητα είναι ίση με την ιδιοσυχνότητα της ταλάντωσής του, αυτό που ονομάζεται σκέδαση Rayleigh. Εξάλλου αποδεικνύεται ότι η ένταση της εν λόγω εκπομπής είναι ανάλογη με την τέταρτη δύναμη αυτής της συχνότητας. Αντιλαμβανόμαστε λοιπόν ότι τα μόρια του αέρα που φωτίζονται από τον Ήλιο εκπέμπουν φως και ακόμη ότι αυτή η εκπομπή είναι εντονότερη στο κυανό από ό,τι στο ερυθρό, αφού η συχνότητα του κυανού φωτός είναι περίπου διπλάσια από εκείνη του ερυθρού. Έτσι, όταν βλέπουμε τον ουρανό, χωρίς να κοιτάμε τον ηλιακό δίσκο, τον βλέπουμε γαλανό: είναι το αποτέλεσμα της δύναμης του 4. (*) Σημείωση συγγραφέων: Αυτό σημαίνει ότι το πλάτος ταλάντωσης των δομικών μονάδων των μορίων (άτομα) είναι μικρότερο από το πλάτος ταλάντωσης των ατομικών ταλαντωτών (ηλεκτρόνια) στην περίπτωση του συντονισμού.