Alfavita Newsroom Μια διεθνής ομάδα ερευνητών, υπό την καθοδήγηση των Till Böhmer και Thomas Blochowicz, στο Ινστιτούτο Φυσικής Συμπυκνωμένης Ύλης του Τεχνικού Πανεπιστημίου Darmstadt, πέτυχε κάτι που θεωρούνταν ανέφικτο: μέτρησαν για πρώτη φορά το εσωτερικό «ρολόι» των υλικών — τον αόρατο ρυθμό που καθορίζει την γήρανση του γυαλιού και άλλων άμορφων στερεών.
Η μελέτη, που πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Roskilde της Δανίας και δημοσιεύθηκε στο Nature Physics, αποκαλύπτει μια νέα διάσταση στην κατανόηση του χρόνου και της φθοράς των υλικών.
Αναθεώρηση της έννοιας του χρόνου
Στην καθημερινότητά μας, ο χρόνος μοιάζει να ρέει ασταμάτητα μπροστά, με τις διαδικασίες να είναι μη αναστρέψιμες: ένα ποτήρι που σπάει δεν ξαναγίνεται ολόκληρο. Αυτό το φαινόμενο συνδέεται με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος προβλέπει την αύξηση της αταξίας (εντροπίας) σε ένα σύστημα.
Ωστόσο, στις θεμελιώδεις εξισώσεις της φυσικής, η κίνηση δεν αποκλείει τη δυνατότητα αντιστροφής στο χρόνο. Το ερώτημα που απασχόλησε τους ερευνητές ήταν αν υπάρχει ένας πιο «υποκειμενικός» χρόνος μέσα στα ίδια τα υλικά, που να μην ακολουθεί απαραίτητα την ίδια γραμμική πορεία με τον εξωτερικό χρόνο.
Το «εσωτερικό ρολόι» των υλικών
Το γυαλί και τα πλαστικά, παρά την στατική τους όψη, αποτελούνται από άτακτα δίκτυα μορίων που κινούνται και αναδιοργανώνονται συνεχώς. Αυτές οι μοριακές κινήσεις ευθύνονται για τη γήρανση των υλικών — μια διαδικασία που μέχρι σήμερα θεωρούνταν μη αναστρέψιμη και μονοδιάστατη.
Οι ερευνητές του Darmstadt μπόρεσαν να καταγράψουν για πρώτη φορά το «τικ τακ» αυτού του εσωτερικού ρολογιού, χρησιμοποιώντας υπερευαίσθητες κάμερες που ανιχνεύουν την παραμικρή διακύμανση στο φως που διαχέεται από τα μόρια μέσα στο γυαλί. Με αυτόν τον τρόπο, κατέγραψαν την ταχύτητα με την οποία το εσωτερικό ρολόι του υλικού «χτυπάει».
Αναστρεψιμότητα εντός του εσωτερικού χρόνου
Αν και η γήρανση των υλικών παραμένει μη αναστρέψιμη σε γενικό επίπεδο, η μελέτη αποκάλυψε ότι οι εσωτερικές διακυμάνσεις μέσα στο υλικό, όταν μετρώνται σε σχέση με το εσωτερικό ρολόι, μπορεί να είναι αναστρέψιμες. Με άλλα λόγια, η ουσία της γήρανσης — η σταδιακή αλλαγή του υλικού — δεν μπορεί να «γυρίσει πίσω», όμως οι μικροκινήσεις που συμβαίνουν γύρω από αυτό το «ρολόι» μπορεί να αναστραφούν.
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει τον δρόμο για μια νέα κατανόηση της δυναμικής των άτακτων υλικών και θέτει υπό αμφισβήτηση κάποιες παραδοσιακές θεωρήσεις της μη αναστρεψιμότητας στη φυσική.
Προοπτικές και ερωτήματα για το μέλλον
Η έρευνα δεν περιορίστηκε μόνο στο γυαλί, αλλά επεκτάθηκε και σε πλαστικά υλικά, ενώ παράλληλα πραγματοποιήθηκαν υπολογιστικές προσομοιώσεις. Τα αποτελέσματα ήταν συνεπή, υποδεικνύοντας ότι η αναστρεψιμότητα στο εσωτερικό ρολόι είναι πιθανό να αποτελεί γενικό χαρακτηριστικό των άμορφων υλικών.
Παρά την πρόοδο, οι επιστήμονες παραδέχονται ότι πολλά ερωτήματα παραμένουν ανοιχτά. Μεταξύ αυτών, η προέλευση αυτής της αναστρεψιμότητας, το αν κάθε υλικό έχει το δικό του ξεχωριστό «τικ» και πώς αυτά τα εσωτερικά ρολόγια συγκρίνονται μεταξύ διαφορετικών υλικών.
Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση της εσωτερικής φυσικής των υλικών και ίσως, στο μέλλον, οδηγήσει σε νέες τεχνολογίες για την επιβράδυνση ή διαχείριση της φθοράς τους.
Όλες οι σημαντικές και έκτακτες ειδήσεις σήμερα
Πότε θα βγουν οι πίνακες κατάταξης αναπληρωτών για προσλήψεις
Παν.Πατρών: Tο 1ο στην Ελλάδα Πανεπιστημιακό Πιστοποιητικό ΤΕΧΝΗΤΗΣ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗΣ για εκπαιδευτικούς
Πανεπιστήμιο Αιγαίου: Το κορυφαίο πρόγραμμα ειδικής αγωγής στην Ελλάδα - Αιτήσεις έως 17/8
Μοριοδοτούμενο σεμινάριο Ειδικής Αγωγής Πανεπιστημίου Πατρών με μόνο 60 ευρώ
