Ξεκινάει εκ νέου το πείραμα του CERN
Αρχίζει και πάλι αύριο το πρωί η λειτουργία του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων του CERN.


Έπειτα από δεκατέσσερις μήνες διακοπής εξαιτίας μιας σοβαρής βλάβης, ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο θα τεθεί και πάλι αύριο σε λειτουργία, έγινε γνωστό από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής Έρευνας (CERN) στη Γενεύη.
Σωματίδια θα αρχίσουν και πάλι να κινούνται «νωρίς το πρωί του Σαββάτου» στον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων που δεν λειτούργησε μέχρι στιγμής παρά για λίγες ώρες έπειτα από την έναρξη του μεγάλου πειράματος τον Σεπτέμβριο 2008.
«Αυτή τη στιγμή, δεν ανακοινώνουμε ακριβή ημερομηνία (για την επαναλειτουργία), αλλά ορίζουμε στόχους», δήλωσε ο Τζέιμς Γκίλις, εκπρόσωπος του CERN.
Ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων, που κατασκευάσθηκε στο πλαίσιο προγράμματος που κόστισε πολλά δισεκατομμύρια ευρώ, έχει ως στόχο να επιτρέψει την εξέλιξη της γνώσης ως προς τη σύσταση της ύλης και του σύμπαντος.
Ο επιταχυντής υπέστη δύο διαδοχικές βλάβες λίγες ώρες μετά την πανηγυρική έναρξη της λειτουργίας του στις 10 Σεπτεμβρίου 2008.
Η πρώτη βλάβη παρουσιάσθηκε λιγότερο από 48 ώρες μετά την έναρξη του μεγάλου πειράματος και η δεύτερη, που κρίθηκε σοβαρή, στις 19 Σεπτεμβρίου, προκάλεσε τη διακοπή της λειτουργίας του μεγάλου επιταχυντή.

ΑΓΝΩΣΤΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Αγνωστες δυνάμεις στο ηλιακό σύστημα
Μια σειρά «ανωμαλίες» στις τροχιές των διαστημοπλοίων δημιουργούν ερωτήματα και σοβαρές υποψίες για την ύπαρξη δυνάμεων που δεν προβλέπονται από τους νόμους της Φυσικής.


Οι τροχιές που ακολουθούν τα διαστημόπλοια Pioneer και Voyager καθώς εγκαταλείπουν το ηλιακό σύστημα. Η ταχύτητα των Voyager επηρεάζεται από το αυτόματο σύστημα σταθεροποίησης που διαθέτουν και για τον λόγο αυτόν δεν είναι δυνατόν να ελεγχθεί αν παρουσιάζουν «ανωμαλία» ανάλογη με εκείνη των Pioneer

Οταν, πριν από δέκα χρόνια, διαπιστώθηκε ότι τα δύο διαστημόπλοια Πρωτοπόρος (Pioneer) -10 και -11 απομακρύνονταν από το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα μικρότερη από αυτήν που προβλέπουν η βαρύτητα και οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα, οι περισσότεροι επιστήμονες πίστεψαν ότι η «ανωμαλία» αυτή θα μπορούσε να ερμηνευθεί σχετικά εύκολα, μέσα στο πλαίσιο της γνωστής Φυσικής. Υστερα από δέκα χρόνια προσπαθειών όχι μόνο η «ανωμαλία» στην κίνηση των δύο αυτών διαστημοπλοίων παραμένει ένα μυστήριο, αλλά προσφάτως εμφανίστηκε και μια δεύτερη «ανώμαλη» συμπεριφορά, αυτή τη φορά στην κίνηση άλλων πέντε διαστημοπλοίων. Οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν πλέον σοβαρά την πιθανότητα οι «ανωμαλίες» αυτές να οφείλονται σε νόμους της Φυσικής, που δεν είναι ως σήμερα γνωστοί.

Τα τελευταία χρόνια πέντε διαστημόπλοια, με προορισμό μακρινούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, χρησιμοποίησαν τη βαρυτική υποβοήθηση της Γης για να φθάσουν στον προορισμό τους με τη μεγαλύτερη δυνατή οικονομία καυσίμων. Κατά τη διάρκεια αυτού του ελιγμού όμως τέσσερα από τα πέντε ακολούθησαν τροχιά που δεν συμφωνεί με αυτήν που είχαν υπολογίσει θεωρητικά οι μηχανικοί πτήσης. Συγκεκριμένα, άλλα από αυτά απομακρύνθηκαν από τη Γη με ταχύτητα μεγαλύτερη και άλλα με ταχύτητα μικρότερη της αναμενομένης. Η διαφορά της ταχύτητας ήταν βέβαια μόνο μισό χιλιόμετρο την ώρα, όμως με τη μέθοδο που έγιναν οι μετρήσεις μπορούσαν να καταγραφούν ταχύτητες δέκα φορές μικρότερες. Ετσι το φαινόμενο, αν και μικρό, δεν επιδέχεται καμία αμφισβήτηση. Γι' αυτό άλλωστε και το αποτέλεσμα αυτό δημοσιεύθηκε προσφάτως στο εγκυρότερο διεθνώς περιοδικό Φυσικής, το «Physical Review Letters».

Η ερμηνεία του φαινομένου

Αλλο πράγμα όμως είναι να καταγράφει κανείς μιαν αναπάντεχη παρατήρηση και άλλο να την ερμηνεύει. Σε περιπτώσεις που καμία από τις γνωστές θεωρίες δεν συμφωνεί με το πείραμα, οι επιστήμονες προσπαθούν να εντοπίσουν από ποιο φυσικό μέγεθος φαίνεται να εξαρτάται το άγνωστο νέο φαινόμενο. Επειτα από επίμονες δοκιμές όλων των φυσικών μεγεθών που υπεισέρχονται στη διαδικασία της βαρυτικής υποβοήθησης, προέκυψε ότι η «ανωμαλία» στην ταχύτητα απομάκρυνσης συσχετίζεται ακριβέστατα με τη γωνία που σχηματίζουν οι τροχιές προσέγγισης και απομάκρυνσης του διαστημοπλοίου με τον Ισημερινό της Γης.

Αυτό σημαίνει ότι το φαινόμενο συνδέεται είτε με τη διεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης, που είναι κάθετος στον Ισημερινό, είτε με την ίδια την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Ενα παρόμοιο φαινόμενο προβλέπει η Γενική Θεωρία Σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία ένα περιστρεφόμενο βαρύ σώμα «παρασύρει» μαζί του τον χώρο γύρω του, αλλά το μέγεθος του σχετικιστικού φαινομένου είναι πολλές τάξεις μεγέθους ασθενέστερο από αυτό που παρατηρήθηκε. Τι μπορεί να συμβαίνει άραγε; Υπάρχει κάποιο στοιχείο της γνωστής Φυσικής που έχουμε παραβλέψει, ή βρισκόμαστε άραγε μπροστά στην αρχή ενός νέου κεφαλαίου αυτής της επιστήμης;

Ιστορικά ανάλογα

Η επιστήμη της Αστρονομίας είχε βρεθεί σε παρόμοια θέση και άλλες φορές στο παρελθόν. Για παράδειγμα, όταν είχαν διαπιστωθεί «ανωμαλίες» στην τροχιά του πλανήτη Ουρανού, άλλοι αστρονόμοι υποστήριζαν ότι αυτές μπορούν να ερμηνευθούν με τους γνωστούς νόμους, ενώ άλλοι αμφισβητούσαν τον νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα. Τελικά ο γάλλος αστρονόμος Λεβεριέ απέδειξε ότι δεν υπήρχε ανάγκη τροποποίησης του νόμου της βαρύτητας, επειδή οι «ανωμαλίες» οφείλονται στην ύπαρξη ενός άγνωστου τότε νέου πλανήτη, πέρα από την τροχιά του Ουρανού, του Ποσειδώνα.

Λίγα χρόνια αργότερα διαπιστώθηκαν «ανωμαλίες» και στην τροχιά του Ερμή, και ο Λεβεριέ προσπάθησε να επαναλάβει την πρώτη του επιτυχία, προτείνοντας την ύπαρξη ενός άλλου πλανήτη, μεταξύ του Ερμή και του Ηλίου, τον οποίο μάλιστα έσπευσε να ονομάσει Ηφαιστο. Αυτή τη φορά όμως η αλήθεια ήταν διαφορετική: αυτό που έπρεπε να αλλάξει ήταν η θεωρία της βαρύτητας. Ετσι οι «ανωμαλίες» ερμηνεύθηκαν με τη διατύπωση της γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας από τον Αϊνστάιν, η οποία διαφέρει αισθητά από τη θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα μόνο σε μικρές αποστάσεις από βαριά σώματα, όπως είναι η περίπτωση του Ερμή που περιφέρεται σε μικρή απόσταση γύρω από τον Ηλιο.

Το μυστήριο των Πρωτοπόρων

Τα διαστημόπλοια Πρωτοπόρος-10 και -11 εκτοξεύθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970 με σκοπό την εξερεύνηση του Δία και του Κρόνου. Μετά τη διέλευσή τους από τη γειτονιά των δύο αυτών αέριων γιγάντων πλανητών ακολουθούν τροχιά προς τον μεσοαστρικό χώρο, έχοντας γίνει οι πρώτες ανθρώπινες συσκευές που εγκατέλειψαν το ηλιακό μας σύστημα. Οι γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας αυτών των διαστημοπλοίων χρησιμοποιούσαν θερμότητα από τη διάσπαση του ραδιενεργού ισοτόπου πλουτώνιου-238 και αποδείχθηκαν ιδιαίτερα μακρόβιες. Οι ραδιοπομποί των Πρωτοπόρων συνέχισαν να λειτουργούν για περισσότερο από 30 χρόνια, στέλνοντας πληροφορίες για τις φυσικές συνθήκες των περιοχών που διέσχιζαν, αλλά και για την ίδια την ταχύτητά τους.

Ετσι οι αστρονόμοι διεπίστωσαν ότι τα διαστημόπλοια απομακρύνονται με ταχύτητα μικρότερη από εκείνη που προβλέπουν οι νόμοι της Φυσικής, σαν να τα τραβάει προς τον Ηλιο μια άγνωστη, ως σήμερα, δύναμη, πέρα από τη βαρύτητα του Ηλίου, των πλανητών, των αστεροειδών και του γαλαξία και πέρα από την αντίσταση του ηλιακού ανέμου. Η διαφορά της ταχύτητας που παρατηρούμε από αυτήν που προβλέπει η θεωρία είναι μικρή, αλλά μεγαλύτερη από την ακρίβεια των μεθόδων μέτρησής της και, άρα, πραγματική. Ως σήμερα έχουν προταθεί πολλές ερμηνείες γι' αυτό το φαινόμενο, άλλες από τις οποίες στηρίζονται σε γνωστούς νόμους της Φυσικής και άλλες σε επεκτάσεις ή τροποποιήσεις των γνωστών νόμων, καμία όμως από αυτές δεν φαίνεται ικανοποιητική.

Βαρυτική «ρακέτα»

Ο μηχανισμός της βαρυτικής υποβοήθησης θυμίζει την αναπήδηση μιας μπάλας του πινγκ πονγκ σε μια ρακέτα. Αν η ρακέτα είναι ακίνητη, τότε η ταχύτητα της μπάλας απλά αλλάζει διεύθυνση. Αν όμως η ρακέτα κινείται αντίθετα προς την μπάλα, τότε η μπάλα αναπηδά με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Με ανάλογο τρόπο ένα διαστημόπλοιο κερδίζει ταχύτητα αν πλησιάσει τη Γη κινούμενο αντίθετα με αυτήν, μόνο που στην περίπτωση αυτή η δύναμη που ενεργεί στο διαστημόπλοιο δεν προέρχεται από την επαφή του με κάποιο άλλο σώμα, αλλά από τη βαρυτική έλξη της Γης.

Χ. Βάρβογλης - Καθηγητής του Τμήματος Φυσικής στο ΑΠΘ.

Οι 13 σημαντικότερες εξελίξεις στο χώρο της επιστήμης για τη χρονιά που πλησιάζει στο τέλος της παρουσιάζονται σε αφιέρωμα του κορυφαίου επιστημονικού

Εγκαίνια και αναποδιές στον LHC: Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN, κοντά στη Γενεύη, εγκαινιάστηκε το καλοκαίρι με την υπόσχεση να αναδημιουργήσει τις συνθήκες που επικρατούσαν λίγες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν. Όμως λίγες ημέρες αργότερα, μια διαρροή υγρού ήλιου έθεσε εκτός λειτουργίας τη μηχανή των 5 δισ. δολαρίων και η επαναλειτουργία του δεν αναμένεται πριν από το καλοκαίρι του 2009.

Προσωπικά γονιδιώματα: Πλησιάζει η μέρα που όλοι θα μπορούν να μάθουν τα γενετικά μυστικά που κρύβουν μέσα τους. Τον Ιανουάριο, διεθνής κοινοπραξία ξεκίνησε το Πρόγραμμα των 1.000 γονιδιωμάτων για την αναγνώριση όλων των ποικιλομορφιών στην ανθρώπινη γονιδιακή δεξαμενή. Τον Οκτώβριο, το Πρόγραμμα Προσωπικού Γονιδιώματος ανακοίνωσε προκαταρκτικά αποτελέσματα για δέκα άτομα. Στο μεταξύ, νεοσύστατες εταιρείες βιοπληροφορικής, όπως η καλιφορνέζικη 23andMe, ξεκίνησαν να προσφέρουν γενετικά προφίλ με κόστος μερικών εκατοντάδων δολαρίων.

Ο Φοίνικας στον Αρη: Το σκάφος Phoenix της NASA προσεδαφίστηκε τον Μάιο στην Αρκτική του Αρη, όπου για πρώτη φορά εξέτασε δείγματα πάγου κρυμμένα κάτω από την επιφανειακή σκόνη. Απέτυχε πάντως να εντοπίσει οργανικές ενώσεις πριν τεθεί οριστικά εκτός λειτουργίας το Νοέμβριο.

Η υπόσχεση του νέου προέδρου: Η εκλογή του Μπαράκ Ομπάμα ανοίγει το δρόμο για σημαντικές αλλαγές στην αμερικανική επιστημονική έρευνα: άρση των περιορισμών στα πειράματα με εμβρυικά βλαστοκύτταρα· όρια στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου· μεγαλύτερη συμμετοχή των επιστημόνων στις πολιτικές αποφάσεις.

Κατάλογος της βιοποικιλότητας: Ένα φιλόδοξο πρόγραμμα για τη δημιουργία ενός ενιαίου καταλόγου με τα 1,8 εκατ. γνωστά είδη ζωντανών οργανισμών ξεκίνησε το φεβρουάριο. Η διαδικτυακή «Εγκυκλοπαίδεια της Ζωής» συγκεντρώνει κείμενα, φωτογραφίες, βίντεο, ήχους και επιστημονικά δεδομένα για όλες τα πλάσματα της Γης. Η προσπάθεια θα ολοκληρωθεί το 2017 το νωρίτερο.

Το πρώτο συνθετικό γονιδίωμα: Το ινστιτούτο του αμφιλεγόμενου Αμερικανού γενετιστή Γκρεγκ Βέντερ δημιούργησε το πρώτο συνθετικό γονιδίωμα, συνδέοντας περισσότερα από 500.000 ζεύγη βάσεων DNA. Το επίτευγμα φέρνει ένα βήμα πιο κοντά τους συνθετικούς οργανισμούς που θα παράγουν βιοκαύσιμα και θα απορρυπαίνουν το περιβάλλον.

Κλείνει η υπόθεση του άνθρακα: Έκλεισε και επίσημα η υπόθεση με τις επιθέσεις άνθρακα στις ΗΠΑ το 2001. Ο Μπρους Άιβινς, ερευνητής σε θέματα Βιοασφάλειας, αυτοκτόνησε τον Ιούλιο όταν έμαθε ότι το FBI ετοιμαζόταν να του απαγγείλει κατηγορίες. Ο ερευνητής είχε πρόσβαση σε σπόρια άνθρακα, ωστόσο ο δικηγόρος του επιμένει ότι ήταν αθώος.

Απειλούμενη η πολική αρκούδα: Η αμερικανική κυβέρνηση αποφάσισε τον Μάιο να εντάξει την πολική αρκούδα στην λίστα των απειλούμενων ειδών. Ήταν η πρώτη φορά που γίνεται κάτι τέτοιο με αιτιολογικό την απειλή της κλιματικής αλλαγής. Το υπουργείο Εσωτερικών δεν χάρηκε και ο Τζορτζ Μπους άλλαξε τους κανόνες έτσι ώστε να μην απαιτείται ανεξάρτητη γνωμοδότηση για τις προσθήκες στη λίστα.

Κούρσα από τη Γη στη Σελήνη: Έπειτα από τα αντίστοιχα εγχειρήματα Κίνας και Ιαπωνίας, η Ινδία έστειλε την πρώτη της αποστολή στη Σελήνη. Ο σεληνιακός δορυφόρος Τσαντραϊάν-1 απελευθέρωσε μια διερευνητική συσκευή, με την ινδική σημαία βαμμένη πάνω της, η οποία προσέκρουσε ελεγχόμενα στην επιφάνεια του φεγγαριού. Σε μια άλλη εξέλιξη, Κινέζος αστροναύτης πραγματοποίησε το Σεπτέμβριο τον πρώτο διαστημικό περίπατο της χώρας του.

Η Αρκτική λιώνει: Πλήθυναν οι έρευνες που προειδοποιούν ότι η Αρκτική θα μείνει χωρίς καθόλο θαλάσσιο πάγο το καλοκαίρι -γύρω από το Βόρειο Πόλο, η θερμοκρασία ανεβαίνει ταχύτερα από ό,τι στον υπόλοιπο πλανήτη. Πάντως στα μέσα Σεπτεμβρίου το κάλυμμα πάγου ήταν 9,4% μεγαλύτερο από το ιστορικό χαμηλό του 2007.

Θολό Πεκίνο: H καταπολέμηση του γκρίζου νέφους που πνίγει το Πεκίνο ήταν ένα από τα δυσκολότερα έργα για τους διοργανωτές των Ολυμπιακών. Η κινεζική πρωτεύουσα δεν καθάρισε πλήρως, όμως η προσπάθεια πράγματι απέδωσε: Στη διάρκεια των Αγώνων ο Δείκτης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης έπεσε από το 500 στο 100 και τα αιωρούμενα σωματίδια μειώθηκαν κατά 25-50%.

:Φτώχια εναντίον έρευνας Η παγκόσμια οικονομική κρίση έχει επιπτώσεις στην επιστημονική έρευνα. Κοινωφελή ιδρύματα που δραστηριοποιούνται στη βασική βιολογική έρευνα, όπως το βρετανικό Wellcome Trust και το αμερικανικό Cold Spring Harbor Laboratory είδαν για πρώτη φορά τις επιχορηγήσεις να μειώνονται. Το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ σταματά τις προσλήψεις σε μη κρίσιμες θέσεις και οι εταιρείες βιοτεχνολογίες αγωνιούν για το αύριο.

Πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα: Νέα τεχνική για την παραγωγή βλαστοκυττάρων: Ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα από το δέρμα εθελοντών στην όγδοη δεκαετία της ζωής τους. Αλλη ερευνητική ομάδα, επίσης στις ΗΠΑ, κατάφερε να δημιουργήσει αντίστοιχα κύτταρα χρησιμοποιώντας έναν γενετικά τροποποιημένο αδενοϊό. Η εξέλιξη υπόσχεται να καταστήσει περιττή τη χρήση εμβρύων.

BΡΑΒΕΙΑ NOBEL 2009
Tα βραβεία Nobel είναι ένας θεσμός με ιδιαίτερη "λάμψη" και ειδικό βάρος - γι' αυτό δεν χωρά αμφιβολία. Παραδοσιακά, ωστόσο, απονέμονται σε ανθρώπους των οποίων η συνεισφορά αφορούσε ανακαλύψεις στα "ανώτερα" επίπεδα των επιστημών, όπως τα νέα χημικά στοιχεία, τις εξελιγμένες θεωρίες μαθηματικών και φυσικής κλπ. Ευχάριστη έκπληξη για όλους μας, λοιπόν, το γεγονός ότι το βραβεία Nobel 2009 της Φυσικής μοιράστηκαν φέτος τρεις άνθρωποι των οποίων οι ανακαλύψεις οδήγησαν όχι απλώς σε απτές, πρακτικές εφαρμογές, αλλά σε προϊόντα που χρησιμοποιούμε καθημερινά. Γιατί... όλοι φωτογραφίζουμε και συνδεόμαστε με το Internet, σωστά;


Συγκεκριμένα: το φετινό βραβείο μοιράστηκαν οι William Boyle, George Smith και Charles Kao. Οι δύο πρώτοι είναι οι άνθρωποι που, το 1969 στα εργαστήρια της Bell Labs, κατασκεύασαν τον πρώτο ψηφιακό αισθητήρα. Πρόκειται για το τμήμα εκείνο των φωτογραφικών μας ή των κινητών μας που αναλαμβάνει να "συλλάβει" το φως μέσα από το φακό και να τον μετατρέψει σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε pixel που συνθέτουν την τελική εικόνα. Χωρίς τον ψηφιακό αισθητήρα - που στηρίχθηκε σε θεωρία του Αϊνστάιν - δεν θα είχε ποτέ κατασκευαστεί η πρώτη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή το 1981 και δεν θα είχε ποτέ συμβεί η επανάσταση στην αγορά αυτή, που σήμερα εκλαμβάνουμε ως δεδομένη.

Ο τρίτος άνθρωπος, ο Charles Kao, είναι αυτός που το 1966 ανακάλυψε πώς να διοχετεύσει φως μέσα από ίνες γυαλιού σε αποστάσεις πολύ μεγαλύτερες από αυτές που έως τότε θεωρούνταν εφικτό. Ο Kao με αυτόν τον τρόπο "άνοιξε το δρόμο" για τις οπτικές ίνες, τη διασύνδεση του μέλλοντος που επιτυγχάνει πάρα πολύ υψηλές και αξιόπιστες ταχύτητες ψηφιακής σύνδεσης - το είδος της σύνδεσης στο οποίο θα στηριχθεί το Internet στο μεσοπρόθεσμο και μακρυπρόθεσμο μέλλον. Τις ευχαριστίες μας και στους τρεις Αμερικανούς και την επιδοκιμασία μας στην Βασιλική Σουδική Ακαδημία Επιστημών, που απονέμει τα Nobel: ακριβώς τέτοιες απονομές, σε ανθρώπους που με τις ανακαλύψεις τους επηρεάζουν την καθημερινή μας ζωή, θέλουμε περισσότερες!

Μερικά πραγματικά παραδείγματα ζωής που δείχνουν τι μπορεί να συμβεί όταν οι αριθμητικοί αλγόριθμοι δεν εφαρμόζονται σωστά.

The Patriot Missile Failure
On February 25, 1991, during the Gulf War, an American Patriot Missile battery in Dharan, Saudi Arabia, failed to track and intercept an incoming Iraqi Scud missile. The Scud struck an American Army barracks, killing 28 soldiers and injuring around 100 other people. A report of the General Accounting office, GAO/IMTEC-92-26, entitled Patriot Missile Defense: Software Problem Led to System Failure at Dhahran, Saudi Arabia reported on the cause of the failure. It turns out that the cause was an inaccurate calculation of the time since boot due to computer arithmetic errors. Specifically, the time in tenths of second as measured by the system's internal clock was multiplied by 1/10 to produce the time in seconds. This calculation was performed using a 24 bit fixed point register. In particular, the value 1/10, which has a non-terminating binary expansion, was chopped at 24 bits after the radix point. The small chopping error, when multiplied by the large number giving the time in tenths of a second, led to a significant error. Indeed, the Patriot battery had been up around 100 hours, and an easy calculation shows that the resulting time error due to the magnified chopping error was about 0.34 seconds. (The number 1/10 equals 1/24+1/25+1/28+1/29+1/212+1/213+.... In other words, the binary expansion of 1/10 is 0.0001100110011001100110011001100.... Now the 24 bit register in the Patriot stored instead 0.00011001100110011001100 introducing an error of 0.0000000000000000000000011001100... binary, or about 0.000000095 decimal. Multiplying by the number of tenths of a second in 100 hours gives 0.000000095×100×60×60×10=0.34.) A Scud travels at about 1,676 meters per second, and so travels more than half a kilometer in this time. This was far enough that the incoming Scud was outside the "range gate" that the Patriot tracked. Ironically, the fact that the bad time calculation had been improved in some parts of the code, but not all, contributed to the problem, since it meant that the inaccuracies did not cancel.
The following paragraph is excerpted from the GAO report.
The range gate's prediction of where the Scud will next appear is a function of the Scud's known velocity and the time of the last radar detection. Velocity is a real number that can be expressed as a whole number and a decimal (e.g., 3750.2563...miles per hour). Time is kept continuously by the system's internal clock in tenths of seconds but is expressed as an integer or whole number (e.g., 32, 33, 34...). The longer the system has been running, the larger the number representing time. To predict where the Scud will next appear, both time and velocity must be expressed as real numbers. Because of the way the Patriot computer performs its calculations and the fact that its registers are only 24 bits long, the conversion of time from an integer to a real number cannot be any more precise than 24 bits. This conversion results in a loss of precision causing a less accurate time calculation. The effect of this inaccuracy on the range gate's calculation is directly proportional to the target's velocity and the length of the the system has been running. Consequently, performing the conversion after the Patriot has been running continuously for extended periods causes the range gate to shift away from the center of the target, making it less likely that the target, in this case a Scud, will be successfully intercepted.


The Explosion of the Ariane 5
On June 4, 1996 an unmanned Ariane 5 rocket launched by the European Space Agency exploded just forty seconds after its lift-off from Kourou, French Guiana. The rocket was on its first voyage, after a decade of development costing $7 billion. The destroyed rocket and its cargo were valued at $500 million. A board of inquiry investigated the causes of the explosion and in two weeks issued a report. It turned out that the cause of the failure was a software error in the inertial reference system. Specifically a 64 bit floating point number relating to the horizontal velocity of the rocket with respect to the platform was converted to a 16 bit signed integer. The number was larger than 32,767, the largest integer storeable in a 16 bit signed integer, and thus the conversion failed.
The following paragraphs are extracted from the report of the Inquiry Board. An interesting article on the accident and its implications by James Gleick appeared in The New York Times Magazine of 1 December 1996. The CNN article reporting the explosion, from which the above graphics were taken, is also available.
On 4 June 1996, the maiden flight of the Ariane 5 launcher ended in a failure. Only about 40 seconds after initiation of the flight sequence, at an altitude of about 3700 m, the launcher veered off its flight path, broke up and exploded.
The failure of the Ariane 501 was caused by the complete loss of guidance and attitude information 37 seconds after start of the main engine ignition sequence (30 seconds after lift-off). This loss of information was due to specification and design errors in the software of the inertial reference system.
The internal SRI* software exception was caused during execution of a data conversion from 64-bit floating point to 16-bit signed integer value. The floating point number which was converted had a value greater than what could be represented by a 16-bit signed integer.
*SRI stands for Système de Référence Inertielle or Inertial Reference System.


The sinking of the Sleipner A offshore platform
Excerpted from a report of SINTEF, Civil and Environmental Engineering: The Sleipner A platform produces oil and gas in the North Sea and is supported on the seabed at a water depth of 82 m. It is a Condeep type platform with a concrete gravity base structure consisting of 24 cells and with a total base area of 16 000 m2. Four cells are elongated to shafts supporting the platform deck. The first concrete base structure for Sleipner A sprang a leak and sank under a controlled ballasting operation during preparation for deck mating in Gandsfjorden outside Stavanger, Norway on 23 August 1991. Immediately after the accident, the owner of the platform, Statoil, a Norwegian oil company appointed an investigation group, and SINTEF was contracted to be the technical advisor for this group. The investigation into the accident is described in 16 reports... The conclusion of the investigation was that the loss was caused by a failure in a cell wall, resulting in a serious crack and a leakage that the pumps were not able to cope with. The wall failed as a result of a combination of a serious error in the finite element analysis and insufficient anchorage of the reinforcement in a critical zone. A better idea of what was involved can be obtained from this photo and sketch of the platform. The top deck weighs 57,000 tons, and provides accommodation for about 200 people and support for drilling equipment weighing about 40,000 tons. When the first model sank in August 1991, the crash caused a seismic event registering 3.0 on the Richter scale, and left nothing but a pile of debris at 220m of depth. The failure involved a total economic loss of about $700 million. The 24 cells and 4 shafts referred to above are shown to the left while at the sea surface. The cells are 12m in diameter. The cell wall failure was traced to a tricell, a triangular concrete frame placed where the cells meet, as indicated in the diagram below. To the right of the diagram is pictured a portion of tricell undergoing failure testing.
The post accident investigation traced the error to inaccurate finite element approximation of the linear elastic model of the tricell (using the popular finite element program NASTRAN). The shear stresses were underestimated by 47%, leading to insufficient design. In particular, certain concrete walls were not thick enough. More careful finite element analysis, made after the accident, predicted that failure would occur with this design at a depth of 62m, which matches well with the actual occurrence at 65m. Further information can be found in a series of reports available for purchase from SINTEF and in the following articles: The Sleipner Platform Accident, by B. Jakobsen and F. Rosendahl, Structural Engineering International 4(3), August 1994, pp. 190-193. The Failure of an Offshore Platform, by R. G. Selby, F. J. Vecchio, and M. P. Collins, Concrete International 19(8), August 1997, pp. 28-35.

Πριν καλά-καλά ξεκινήσει το ιστορικό πείραμα στον μεγάλο επιταχυντή αδρονίων (LHC) στο CERN, κάτι που αναμένεται να γίνει μέσα στο Νοέμβριο, ο γενικός διευθυντής του Ρολφ-Ντίτερ Χόιερ δήλωσε ότι θα καταβάλει προσπάθειες για να κατασκευαστεί στο CERN και ο μελλοντικός «γραμμικός επιταχυντής», το επόμενο μεγάλο πείραμα στον χώρο της σωματιδιακής φυσικής διεθνώς.

Όπως είπε ο Χόιερ, σε συνέντευξή του στο physicsworld.com, η δημιουργία του νέου μεγάλου επιταχυντή (γραμμικού πλέον και όχι κυκλικού όπως αυτός που υπάρχει σήμερα στο υπόγειο τούνελ μήκους 27 χλμ. κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα), εντάσσεται στα σχέδιά του να διεθνοποιήσει περαιτέρω το CERN.

Όμως για τον γραμμικό επιταχυντή, γνωστό και ως «CLIC», στον οποίο θα συγκρούονται ηλεκτρόνια και αντι-ηλεκτρόνια (ή ποζιτρόνια), αναμένεται σκληρός ανταγωνισμός από εναλλακτικές υποψηφιότητες για την φιλοξενία του, ιδίως από το αμερικανικό Fermilab, όπου βρίσκεται ο επιταχυντής Tevatron, ο κυριότερος ανταγωνιστής του επιταχυντή αδρονίων του CERN.

Το CERN άρχισε ήδη να αναπτύσσει στα χαρτιά ένα μοντέλο του μελλοντικού γραμμικού επιταχυντή, ενώ ένα ανταγωνιστικό σχέδιο, γνωστό ως «Διεθνής Γραμμικός Επιταχυντής», ήδη αναπτύσσεται από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech).

Ο Χόιερ (η θητεία του οποίου λήγει στο τέλος του 2013) επιβεβαίωσε ότι ο υπάρχων επιταχυντής αδρονίων θα επαναλειτουργήσει στα μέσα Νοεμβρίου φέτος, μετά την περυσινή σοβαρή βλάβη που τον έθεσε εκτός «μάχης» για πάνω από ένα χρόνο, και αφού μεσολάβησε η επισκευή ή αντικατάσταση 53 μαγνητών. Οι πρώτες συγκρούσεις σωματιδίων (πρωτονίων) θα αρχίσουν λίγες εβδομάδες αργότερα, προς το τέλος του 2009 ή στις αρχές του 2010.

Οι πρώτες συγκρούσεις πρωτονίων θα γίνουν συντηρητικά, με ενέργεια μόλις 450 GeV ανά ακτίνα, πριν επιχειρηθούν σφοδρότερες συγκρούσεις με ενέργεια 3,5 TeV ανά ακτίνα. Σύμφωνα με τον Χόιερ, ο επιταχυντής θα εργαστεί με αυτή την ενεργειακή ισχύ για αρκετούς μήνες και στη συνέχεια, αναλόγως και των ευρημάτων του, κάποια στιγμή μέσα στο 2010, οι συγκρούσεις σωματιδίων θα γίνουν ακόμα ισχυρότερες, στα 5 TeV ανά ακτίνα, δηλαδή συνολικά 10 ΤeV στο σημείο συνάντησης των δύο ακτινών από αντίθετη κατεύθυνση.

Μέσα στο 2011 και αν όλα έχουν πάει καλά, οι συγκρούσεις θα φτάσουν τη μέγιστη ενέργεια των 7 TeV ανά ακτίνα. Η μεγάλη ελπίδα της παγκόσμιας κοινότητας των φυσικών είναι ότι οι συγκρούσεις αυτές θα αποκαλύψουν το «μποζόνιο του Χιγκς» και άλλα «εξωτικά» σωματίδια ύλης.

Αν και ο σχεδιαζόμενος γραμμικός επιταχυντής θα λειτουργεί σε χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο σε σχέση με τον σημερινό επιταχυντή αδρονίων, θα είναι σε θέση να κάνει ακριβέστερες μετρήσεις, επειδή οι συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων θεωρούνται «καθαρότερες» σε σχέση με τις συγκρούσεις πρωτονίων του LHC.

Μολονότι το CERN ιδρύθηκε το 1954 ως αμιγώς ευρωπαϊκή επιστημονική εγκατάσταση, επιτρέπει σε άλλες μη ευρωπαϊκές χώρες να γίνουν μέλη του και αρκετοί φυσικοί άλλων χωρών (ιδίως από τις ΗΠΑ) έχουν βοηθήσει σημαντικά στη δημιουργία του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων.

ΟΙ ΕΓΓΡΑΦΕΣ ΓΙΑ ΤΑ ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΡΧΙΖΟΥΝ 1η ΣΕΠΤΕΜΒΡΗ.
ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΕΝΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΑΘΗΤΩΝ.
ΤΗΛΕΦΩΝΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ:21O2480221
6974226817
2102433313

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ

ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

ΤΑΣΟΣ ΛΙΟΣΗΣ

ΓΥΜΝΑΣΙΟ

-Α, Β και Γ τάξη.

-Διδάσκονται:

Μαθηματικά-Φυσική-Χημεία , Φιλολογικά

-Διεξάγονται διαγωνίσματα σε εβδομαδιαία βάση.

-Λειτουργεί σύγχρονο εργαστήριο Φυσικής και Χημείας.

ΛΥΚΕΙΟ

-Διδάσκονται όλα τα μαθήματα γενικής παιδείας και κατεύθυνσης.

-Λειτουργούν ξεχωριστά τμήματα για το ενιαίο και το επαγγελματικό λύκειο..

-Προετοιμασία από τις πρώτες τάξεις του λυκείου για τις πανελλαδικές εξετάσεις..

-Γίνονται συνεχείς επαναλήψεις και τακτικά διαγωνίσματα.

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ

-Το φροντιστήριο είναι εξειδικευμένο στη θετική και τεχνολογική κατεύθυνση.

-Πρόσθετα μαθήματα αυξημένης δυσκολίας.

-Θέματα πανελλαδικών εξετάσεων από ξένα πανεπιστήμια και διεθνή βιβλιογραφία.

-Τακτικά διαγωνίσματα στο τέλος κάθε κεφαλαίου και διαγωνίσματα προσομοίωσης πανελλαδικων εξετάσεων.

-ΑΥΣΤΗΡΑ ΟΛΙΓΟΜΕΛΗ ΤΜΗΜΑΤΑ

-ΠΑΡΕΧΟΝΤΑΙ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ , ΒΙΒΛΙΑΡΑΚΙΑ ,ΑΣΚΗΣΕΙΣ , ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΤΛ.

-ΔΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΑΠΟΥΣΙΟΛΟΓΙΟ ΚΑΙ ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΣΩΣΤΗ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΟΔΟΥ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ.

ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΜΕΝΟ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ

ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΤΙΚΗ

ΚΑΙ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ.

ΤΑ ΘΕΡΙΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΤΗ ΤΡΙΤΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΡΧΙΖΟΥΝ 16 ΙΟΥΝΙΟΥ.

ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΑΝΕΞΕΤΑΣΤΑΙΟΥΣ ΑΡΧΙΖΟΥΝ 1η ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ.

ΤΗΛΕΦΩΝΟ: 2102480221

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΑ.

ΜΝΗΜΟΝΙΚΟΣ ΚΑΝΟΝΑΣ ΓΙΑ ΤΑ 23 ΠΡΩΤΑ ΨΗΦΙΑ ΤΟΥ π=3.14......

Ο παρακάτω μνημονικός κανών αγνώστου συγγραφέως και εποχής , μας δίνει ταυτόχρονα τον ορισμό του π (λόγος περιφέρειας προς διάμετρο) και τα 23 πρώτα ψηφία του.Κάθε ψηφίο αντιστοιχείται στον αριθμό των γραμμάτων καθε λέξης. π.χ. ''Αεί=3'' , ''ό=1'' , ''Θεός=4'' ,κλπ.

Αεί ο Θεός ο Μέγας γεωμετρεί
το κύκλου μήκος ίνα ορίσει διαμέτρω,
παρήγαγε αριθμόν απέραντον,
και όν ,φεύ,
ουδέποτε όλον θνητοί θα εύρωσι.

π=3.1415926536887932384626



O ΑΡΙΘΜΟΣ π

Η μαθηματική σταθερά π είναι ένας πραγματικός αριθμός που μπορεί να οριστεί ως ο λόγος του μήκους της περιφέρειας ενός κύκλου προς τη διάμετρό του στην Ευκλείδεια γεωμετρία, και ο οποίος χρησιμοποιείται πολύ συχνά στα μαθηματικά, τη φυσική και τη μηχανολογία. Ο συμβολισμός προέρχεται από το αρχικό γράμμα «π» (πι) της λέξης «περιφέρεια», και έχει καθιερωθεί διεθνώς, ενώ στο λατινικό αλφάβητο συμβολίζεται ως Pi, όταν δεν είναι διαθέσιμοι τυπογραφικά ελληνικοί χαρακτήρες. Το π είναι γνωστό επίσης ως σταθερά του Αρχιμήδη (δεν πρέπει να συγχέεται με τον αριθμό του Αρχιμήδη) ή αριθμός του Λούντολφ.

Στην Ευκλείδια επιπεδομετρία, το π μπορεί να οριστεί είτε ως ο λόγος της περιφέρειας ενός κύκλου προς τη διάμετρό του, είτε ως ο λόγος του εμβαδού ενός κύκλου προς το εμβαδόν του τετραγώνου που έχει πλευρά ίση με την ακτίνα του κύκλου. Τα εγχειρίδια ανώτερων μαθηματικών ορίζουν το π αναλυτικά χρησιμοποιώντας τριγωνομετρικές συναρτήσεις, για παράδειγμα ως το μικρότερο θετικό x για το οποίο ισχύει ημ(x) = 0, ή ως δύο φορές το μικρότερο θετικό x για το οποίο ισχύει συν(x) = 0. Όλοι αυτοί οι ορισμοί είναι ισοδύναμοι.

Ο Αρχιμήδης καθόρισε την πρώτη επιστημονικά αποδεδειγμένη μέθοδο με την οποία υπολογίζεται ο αριθμός.

Τα πρώτα 50 δεκαδικά ψηφία του π είναι:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510

Μολονότι η ακρίβεια αυτή είναι παραπάνω από επαρκής για πρακτικούς σκοπούς στη μηχανολογία και την επιστήμη, η ακριβής τιμή του π περιλαμβάνει άπειρα δεκαδικά ψηφία (που επιπλέον δεν επαναλαμβάνονται ποτέ με την ίδια σειρά). Κατά τους λίγους τελευταίους αιώνες, έχουν καταβληθεί μεγάλες προσπάθειες για τον υπολογισμό όλο και περισσότερων ψηφίων του π και τη διερεύνηση των ιδιοτήτων του αριθμού αυτού. Παρά τον όγκο της αναλυτικής εργασίας, σε συνδυασμό με τη χρήση υπερυπολογιστών σε υπολογισμούς που έχουν προσδιορίσει πάνω από 1 τρισεκατομμύριο ψηφία του π, δεν βρέθηκε ποτέ κάποια αναγνωρίσιμη διάταξη στα ψηφία του. Ψηφία του π είναι διαθέσιμα από μια πληθώρα πηγών στο Διαδίκτυο, και ένας κοινός προσωπικός υπολογιστής μπορεί να υπολογίσει δισεκατομμύρια ψηφία του π μέσω διαθέσιμου λογισμικού.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Όταν η διάμετρος του κύκλου είναι 1, η περιφέρειά του είναι ίση με π.

Το π είναι ένας άρρητος αριθμός· αυτό σημαίνει ότι δεν μπορεί να εκφραστεί ως ο λόγος δύο ακεραίων αριθμών, πράγμα που αποδείχθηκε το 1761 από τον Γιόχαν Χάινριχ Λάμπερτ (Johann Heinrich Lambert).

Το π είναι επίσης υπερβατικός αριθμός, όπως αποδείχθηκε από τον Φέρντιναντ φον Λίντεμανν (Ferdinand von Lindemann) το 1882. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει πολυώνυμο με ρητούς συντελεστές του οποίου να αποτελεί ρίζα το π. Μια σημαντική συνέπεια της υπερβατικότητας του π είναι το γεγονός ότι δεν είναι κατασκευάσιμο. Επειδή οι συντεταγμένες όλων των σημείων που μπορούν να κατασκευαστούν με κανόνα και διαβήτη είναι κατασκευάσιμοι αριθμοί, είναι αδύνατον να τετραγωνίσουμε τον κύκλο, με άλλα λόγια, είναι αδύνατον να κατασκευάσουμε, χρησιμοποιώντας μόνο κανόνα και διαβήτη, ένα τετράγωνο με εμβαδόν ίσο προς το εμβαδόν δοσμένου κύκλου.