InScience Magazine

Author: Βασίλης Λεμπέσης

  • ΟΠΤΙΚΟΙ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΙ ΑΤΟΜΩΝ – ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤO

    ΟΠΤΙΚΟΙ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΙ ΑΤΟΜΩΝ – ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤO

    Απεικόνιση ατόμων παγιδευμένων σε οπτικό πλέγμα. Ευγενική προσφορά στο InS του I. Bloch, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian (LMU) του Μονάχου και Διευθυντή Ερευνών στο Ινστιτούτο Κβαντικής Οπτικής Max Planck στο Garching της Γερμανίας.Σε αυτό το άρθρο θα αναφερθούμε στην πιο θεαματική, ίσως, εφαρμογή της παγίδευσης της ατομικής κίνησης: τους οπτικούς κρυστάλλους. Πρόκειται για φυσικά συστήματα στα οποία παγιδεύονται άτομα μέσα σε οπτικά πλέγματα, δηλαδή σε οπτικά πεδία που η έντασή τους εμφανίζει περιοδικότητα, σε μία, δύο και τρεις διαστάσεις και θυμίζουν τη μορφή των κρυσταλλικών πλεγμάτων των στερεών σωμάτων. Η σημασία των οπτικών κρυστάλλων ατόμων πάει πολύ πιο πέρα από μια απλή ομοιότητα μορφής και γεωμετρίας με τους κρυστάλλους των στερεών σωμάτων καθώς ανοίγουν, στην κυριολεξία, νέους ορίζοντες στην ατομική φυσική και στη φυσική της συμπυκνωμένης ύλης. Η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΝΟΣ ΟΠΤΙΚΟΥ ΠΛΕΓΜΑΤΟΣ

    Η κατασκευή ενός οπτικού πλέγματος είναι εξαιρετικά απλή. Το μόνο που χρειάζεται είναι δύο όμοιες (σε πλάτος, συχνότητα και πόλωση) δέσμες λέιζερ που διαδίδονται σε αντίθετη κατεύθυνση και συμβάλλουν μεταξύ τους. Με αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα στάσιμο ηλεκτρομαγνητικό κύμα του οποίου η ένταση εμφανίζει περιοδικότητα σε μια διάσταση (στην διεύθυνση της διάδοσης των δύο δεσμών), όπως φαίνεται στην Εικ. 1. Με ανάλογο τρόπο, αν οδηγήσουμε σε συμβολή ζεύγη δεσμών κατά μήκος των άλλων δύο διαστάσεων του χώρου, μπορούμε να κατασκευάσουμε ηλεκτρομαγνητικά πεδία με περιοδικότητα στις δύο ή και στις τρεις διαστάσεις όπως φαίνεται και στην Εικ. 2 (Bloch, 2005).Εικόνα 1.  Το στάσιμο ηλεκτρομαγνητικό κύμα προκύπτει από τη συμβολή δύο αντίθετα διαδιδόμενων δεσμών λέιζερ. Τα σημεία μέγιστης (ελάχιστης) έντασης απέχουν μεταξύ τους απόσταση ίση με το μισό του μήκους κυμάτων λ των δύο δεσμών λέιζερ. Στα σημεία αυτά μπορούν να παγιδευτούν άτομα (κίτρινοι δίσκοι) Εικόνα 2. a) Οπτικά πλέγματα σε δύο διαστάσεις. Τα άτομα παγιδεύονται σε περιοχές με κυλινδρική γεωμετρία. β)  Οπτικά πλέγματα σε τρεις διαστάσεις. Τα άτομα παγιδεύονται γύρω από συγκεκριμένα σημεία του χώρου.Όταν ένα άτομο, που έχει προηγουμένως επιβραδυνθεί, βρεθεί μέσα σε ένα οπτικό πλέγμα υπόκειται σε ένα οπτικό διπολικό δυναμικό και παγιδεύεται στα σημεία που η τιμή της έντασης του φωτός είναι μέγιστη ή μηδενική. Το άτομο βρίσκεται στην ουσία παγιδευμένο από ένα δυναμικό που έχει τη χωρική περιοδικότητα της έντασης του πεδίου. Μια καλλιτεχνική αναπαράσταση του δυναμικού αυτού και των παγιδευμένων ατόμων δίνεται στην Εικ.3. Όπως, εύστοχα, έχει σχολιάσει ο φυσικός Ι. Deutsch, τα παγιδευμένα άτομα στα οπτικά πλέγματα μοιάζουν με αυγά τοποθετημένα σε καρτέλες. Τα πειράματα με οπτικά πλέγματα άρχισαν στις αρχές της δεκαετίας του ’90 με πρωτοπόρες τις ερευνητικές ομάδες του G. Grynberg στην École Normale Superieure (ENS) των Παρισίων (Verkerk et al, 1992) και του W. Phillips στο National Institute of Standards and Technology (NIST) του Gaithersburg των ΗΠΑ (Jessen et al, 1992).

    Οπτικά πλέγματα μπορούν να κατασκευαστούν για οποιαδήποτε άτομα. Όμως με τα στοιχεία των αλκαλίων η κατασκευή και ο χειρισμός των ατόμων είναι ευκολότερος εξαιτίας της ύπαρξης στην ηλεκτρονική τους δομή ενός μόνο ηλεκτρονίου σθένους. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες τα περισσότερα άτομα συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο. Το μόνο κρίσιμο στοιχείο είναι αν είναι μποζόνια ή φερμιόνια καθώς με τα πρώτα η διαδικασία επιβράδυνσης της ατομικής κίνησης είναι ευκολότερη. Σήμερα πειράματα με οπτικά πλέγματα εκτελούνται με άτομα διαφόρων στοιχείων όπως τα μποζονικά ρουβίδιο-87, νάτριο-23, κάλιο-39 και κέσιο-13 καθώς και τα φερμιονικά κάλιο-40, λίθιο-6 και στρόντιο-87.

    Ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα τοποθετούνται σε ένα οπτικό πλέγμα ακολουθεί μια αντίστροφη λογική. Δημιουργούμε πρώτα ένα συμπύκνωμα Bose–Einstein από τα άτομα. Στη συνέχεια σχηματίζουμε αργά το πλέγμα στο χώρο του συμπυκνώματος και τα άτομα αναδιατάσσονται και παίρνουν τις θέσεις τους μέσα στο πλέγμα. Αν θέλουμε να ελευθερώσουμε τα άτομα από τον οπτικό κρύσταλλο τότε, απλά, δεν έχουμε παρά να «σβήσουμε» το οπτικό πλέγμα.Εικόνα 3. Καλλιτεχνική αναπαράσταση ενός οπτικού πλέγματος και παγιδευμένων ατόμων σε αυτό.ΟΠΤΙΚΑ ΚΑΙ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΑ ΠΛΕΓΜΑΤΑ

    Η κίνηση των παγιδευμένων ατόμων σε έναν οπτικό κρύσταλλο προσομοιάζει με την κίνηση των ηλεκτρονίων στο κρυσταλλικό πλέγμα ενός μετάλλου. Σε αυτό ακριβώς το χαρακτηριστικό εδράζεται η σπουδαιότητα των οπτικών κρυστάλλων. Ωστόσο, η ομοιότητα αυτή δεν θα πρέπει να μας οδηγήσει στην παραγνώριση των μεταξύ τους διαφορών, οι οποίες είναι σημαντικές (Cohen-Tannoudji & Guéry-Odelin, 2011). Κατ’ αρχάς στα οπτικά πλέγματα η περιοδικότητα στο χώρο δεν οφείλεται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων αλλά σε ένα εξωτερικό δυναμικό που δημιουργείται από την αλληλεπίδραση των ατόμων με το φως, όπως φαίνεται παραστατικά στην Εικ. 4.  Επίσης, η σχετική κλίμακα των χωρικών διαστάσεων είναι διαφορετική. Δύο διαδοχικές θέσεις σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα έχουν απόσταση μεταξύ τους της τάξης του Angstrom (10-10 m). Αντίθετα, σε ένα οπτικό πλέγμα η αντίστοιχη απόσταση είναι της τάξης του 1μm (10-6 m), δηλαδή σχεδόν δέκα χιλιάδες φορές μεγαλύτερη. Επιπλέον, τα οπτικά πλέγματα, σε αντιδιαστολή με τα κρυσταλλικά, έχουν χαρακτηριστικά (όπως οι χωρικές διαστάσεις και το ενεργειακό τους βάθος) που μπορούν να μεταβληθούν κατά βούληση με την απλή αλλαγή των τιμών των παραμέτρων των δεσμών λέιζερ που τα δημιουργούν. Η μεγάλη διαφορά κλίμακας μεταξύ των κρυσταλλικών και οπτικών πλεγμάτων έχει ακόμη ένα πλεονέκτημα σε πειραματικό επίπεδο καθώς για να διερευνήσουμε φαινόμενα μέσα σε οπτικό πλέγμα χρειαζόμαστε απλά οπτικά μικροσκόπια σε αντίθεση με ένα κρυσταλλικό πλέγμα στο οποίο χρειαζόμαστε μικροσκόπια ακτινών-Χ. Αντίστοιχης τάξης μεγέθους είναι και η διαφορά στην χρονική διάρκεια αντίστοιχων φαινομένων  στα οπτικά και στα κρυσταλλικά πλέγματα. Για παράδειγμα ενώ σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα η εκδήλωση του φαινομένου σήραγγας χρειάζεται χρονικά διαστήματα της τάξης του 1 ns (10-9 s) σε ένα οπτικό πλέγμα χρειάζεται μόλις 1 ms (10-3 s).   Τέλος, τα οπτικά πλέγματα είναι, στις περισσότερες περιπτώσεις, απαλλαγμένα από τα φωνόνια (phonons), τις συλλογικές ταλαντώσεις ατόμων στις περιοδικές δομές των κρυστάλλων των στερεών σωμάτων.Εικόνα 4. Άτομα σε οπτικό πλέγμα και ηλεκτρόνια σε κρυσταλλικό πλέγμα. Οι γαλάζιες διακεκομμένες καμπύλες στο οπτικό πλέγμα αναπαριστούν τις κυματοσυναρτήσεις των ατόμων και αντιστοιχούν σε εκείνες των ηλεκτρονίων σθένους σε ένα πραγματικό κρύσταλλο (Greiner et al, 2015).ΙΜΑΝΤΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΓΙΑ ΑΤΟΜΑ

    Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των οπτικών κρυστάλλων είναι η δυνατότητα μετακίνησής τους στο χώρο. Πράγματι, οι θέσεις των μέγιστων και ελάχιστων της έντασης και του διπολικού δυναμικού μπορούν να μετακινηθούν πάνω στη διεύθυνση διάδοσης των δεσμών λέιζερ. Ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι ο τρόπος που επιτυγχάνεται κάτι τέτοιο: απλά μεταβάλλοντας ελαφρά τη συχνότητα του ενός από τα δύο λέιζερ! Για παράδειγμα, αν μεταξύ των δύο δεσμών υπάρχει μια διαφορά συχνοτήτων, Δf =f1-f2, τότε το οπτικό πλέγμα μετακινείται στο χώρο με μια ταχύτητα v = λΔf/2. Μάλιστα μπορεί να μετακινηθεί τόσο προς τη θετική κατεύθυνση (εάν Δf > 0) όσο και προς την αρνητική (εάν Δf < 0). Με αυτόν τον τρόπο τα μετακινούμενα πλέγματα λειτουργούν ως οπτικοί ιμάντες μεταφοράς (optical conveyors) για τα παγιδευμένα άτομα (Schrader et al, 2001). Οι οπτικοί ιμάντες μεταφοράς χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ενός συνόλου ψυχρών ατόμων μεταξύ δύο σημείων του χώρου ενώ παράλληλα τα άτομα παραμένουν παγιδευμένα και βραδυκίνητα. Αυτός ο μηχανισμός μεταφοράς ατόμων στο χώρο έχει αξιοποιηθεί στη λειτουργία των ατομικών ρολογιών (atomic clocks) (Riis et al, 1990), (Clairon et al, 1991), στην δημιουργία ατομοπομπών από ψυχρά άτομα (Weyers et al, 1997), (Cren et al, 2002) και στην συντεταγμένη μεταφορά ενός μεγάλου αριθμού ατόμων ανάμεσα σε συγκεκριμένες θέσεις στο εσωτερικό μιας οπτικής ίνας (Langbecker et al, 2018).

    Αν εκμεταλλευτούμε την πλούσια εσωτερική ενεργειακή δομή των ατόμων μπορούμε να κατασκευάσουμε ιμάντες μεταφοράς με ακόμη μεγαλύτερες δυνατότητες (Mandel et al, 2003). Όπως γνωρίζουμε, από την ατομική φυσική, ένα άτομο έχει σε κάθε ενεργειακή του κατάσταση αρκετές υποστάθμες Zeeman (Zeeman sublevels). Όταν τα άτομα βρίσκονται σε διαφορετικές υποστάθμες, τότε υπόκεινται σε ένα διαφορετικό οπτικό διπολικό δυναμικό. Φωτίζοντας το άτομο με δύο γραμμικά πολωμένες δέσμες λέιζερ, όπου οι πολώσεις τους σχηματίζουν γωνία , όπως φαίνεται στην Εικ. 5, δημιουργούμε ένα οπτικό πεδίο που είναι ισοδύναμο με αυτό που παράγεται από την συμβολή δύο στάσιμων κύματα με αντίθετες κυκλικές πολώσεις και τα οποία είναι μετατοπισμένα στο χώρο κατά μια απόσταση . Τα άτομα, λοιπόν, που βρίσκονται σε διαφορετικές υποστάθμες Zeeman, αισθάνονται την επίδραση διαφορετικών δυναμικών και παγιδεύονται σε διαφορετικές περιοχές του χώρου. Η μεταξύ τους απόσταση όμως, ευτυχώς για εμάς, εξαρτάται από τη γωνία . Ελαττώνοντας αυτή τη γωνία μπορούμε να τα φέρουμε όσο πιο κοντά θέλουμε. Τα οπτικά πλέγματα αυτού του τύπου έχουν παίξει κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη ατομικών κβαντικών πυλών (atomic quantum gates) όπως θα δούμε στο δεύτερο μέρος του αφιερώματός μας στους οπτικούς κρυστάλλους.Εικόνα 5. Η συμβολή δύο δεσμών που διαδίδονται σε αντίθετες κατευθύνσεις και έχουν πολώσεις οι οποίες σχηματίζουν μια γωνία μας δίνει ένα οπτικό πεδίο το οποίο είναι ισοδύναμο με αυτό δύο στάσιμων κυμάτων με δεξιόστροφη κυκλική πόλωση σ+ και αριστερόστροφη κυκλική πόλωση σ– αντίστοιχα. Τα δύο στάσιμα κύματα είναι χωρικά μετατοπισμένα κατά μια απόσταση. Ως αποτέλεσμα τα άτομα βρίσκονται εντός διαφορετικών οπτικών πλεγμάτων με δυναμικά V+ και V– αντίστοιχα.ΜΕΓΑΛΗ ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΜΟΡΦΩΝ

    Τα οπτικά πλέγματα χαρακτηρίζονται από μεγάλη γεωμετρική ποικιλότητα καθώς έχουμε τη δυνατότητα διαφορετικών επιλογών, όσον αφορά στην κατεύθυνση των δεσμών, στην ένταση και στην πόλωσή τους. Για παράδειγμα, αν οι δύο δέσμες λέιζερ διαδίδονται σε κατευθύνσεις που σχηματίζουν μια γωνία μεταξύ τους, η οποία μπορεί να μεταβάλλεται κατά βούληση, τότε μπορούμε να ρυθμίζουμε τη σχετική απόσταση μεταξύ των δεσμών και κοιλιών του στάσιμου κύματος που προκύπτει από τη συμβολή των δεσμών και άρα των θέσεων που μπορούν να παγιδευτούν τα άτομα. Ποιο περίπλοκες δομές οπτικών πλεγμάτων, όπως εξαγωνικές και εδροκεντρωμένες κυβικές, είναι επίσης δυνατές και παράγονται σχετικά εύκολα σε ένα εργαστήριο οπτικής (Εικ. 6) (Grynberg et al, 1993).Εικόνα 6. Τρεις συμβάλλουσες ομοεπίπεδες δέσμες που διαδίδονται σε κατευθύνσεις που σχηματίζουν διαδοχικά γωνίες 120ο μοιρών δημιουργούν ένα οπτικό πλέγμα δύο διαστάσεων με εξαγωνική γεωμετρία. Στη βιβλιογραφία αναφέρεται ως οπτικό πλέγμα γραφενίου εξαιτίας της ομοιότητας του με τη δομή του διάσημου πλέον υλικού.H αξιοποίηση δεσμών λέιζερ με φωτόνια που φέρουν και στροφορμή κατά μήκος του άξονα διάδοσης, γνωστών με τον όρο οπτικοί στρόβιλοι, έδωσε νέες ποικιλίες οπτικών πλεγμάτων. Αυτά τα πλέγματα χαρακτηρίζονται από κυλινδρική συμμετρία. Σχηματίζονται από οπτικούς στρόβιλους που διαδίδονται στην ίδια κατεύθυνση αλλά έχουν φωτόνια με αντίθετη τροχιακή στροφορμή ±lħ (όπου l ένας ακέραιος αριθμός, γνωστός ως τοπολογικό φορτίο (topological charge) ή αριθμός περιέλιξης (winding number) και ħ η ανηγμένη σταθερά του Planck, ħ=h/2π). Τα πλέγματα αυτά μπορούν να λειτουργήσουν ως ιμάντες περιφοράς καθώς μια διαφορά στις συχνότητες των δύο δεσμών ίση με Δf είναι ικανή να περιστρέψει το πλέγμα με μια γωνιακή ταχύτητα Ω = πΔf/l (Franke-Arnold et al, 2007). Μεταβάλλοντας το πρόσημο της διαφοράς συχνοτήτων μπορούμε να περιστρέψουμε τον ιμάντα προς τη μια ή την άλλη διεύθυνση.Εικόνα 7. Αριστερά. Ο οπτικός τροχός του Ferris (από τον ομώνυμο τροχό των λούνα-πάρκ). Το προφίλ της έντασης ενός οπτικού τροχού του Ferris που έχει παραχθεί από τη συμβολή οπτικών στροβίλων με τοπολογικούς αριθμούς l= ±4 οι οποίοι διαδίδονται στην ίδια κατεύθυνση. Δεξιά. Το οπτικό «ρεβόλβερ» είναι ένα παράδειγμα οπτικού πλέγματος με κυλινδρική συμμετρία κατασκευασμένο από τη συμβολή οπτικών στροβίλων με διαφορετικά τοπολογικά φορτία. Η διεύθυνση διάδοσης των οπτικών στροβίλων είναι από την εικόνα προς τον αναγνώστη. Οι φωτογραφίες είναι ευγενική προσφορά προς το InS της Ερευνητικής Ομάδας Οπτικής του Πανεπιστημίου της Γκλασκώβης.Αν οι δύο συμβάλλοντες οπτικοί στρόβιλοι έχουν και αντίθετη διεύθυνση διάδοσης τότε έχουμε μια τρισδιάστατη εκδοχή του παραπάνω μηχανισμού. Σε αυτήν την περίπτωση τα άτομα παγιδεύονται μέσα σε ελικοειδείς σωλήνες. Όταν δε, οι δύο δέσμες έχουν ελαφρώς διαφορετική συχνότητα, τότε το πεδίο αυτό περιστρέφεται και μπορεί να παρασύρει παγιδευμένα σωματίδια και άτομα λειτουργώντας για αυτά όπως μια σπείρα του Αρχιμήδη η οποία χρησιμοποιείται, ακόμη και σήμερα, για την άντληση νερού από ποτάμια και λίμνες προς άρδευση γεωργικών καλλιεργειών και οικιακών χρήσεων.Εικόνα 8. Μια οπτική σπείρα του Αρχιμήδη. Η ένταση του φωτός χαρακτηρίζεται από μια ελικοειδή δομή στο χώρο. Στη συγκεκριμένη περίπτωση οι αριθμοί περιέλιξης των δεσμών είναι l = ±1 με αποτέλεσμα η έλικα να διαγράφει μια περιστροφή 360ο μέσα σε μια απόσταση ίση με το μήκος κύματος του φωτός.  Με μια ελαφρά μεταβολή της συχνότητας μιας εκ των δύο συμβαλλουσών δεσμών το σύστημα αυτό περιστρέφεται στο χώρο παρασύροντας παγιδευμένα άτομα και σωματίδια προς τα πάνω ή προς τα κάτω (Al Rsheed et al, 2016).  ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΘΕΜΕΛΙΩΔΩΝ ΚΒΑΝΤΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ

    Αναφερθήκαμε νωρίτερα στο κβαντικό φαινόμενο σήραγγας. Πρόκειται για ένα φαινόμενο που λαμβάνει χώρα όταν ένα σωμάτιο μπορεί να μετακινηθεί ανάμεσα σε δύο θέσεις, οι οποίες διαχωρίζονται από ένα φράγμα δυναμικής ενέργειας, ακόμη και όταν δεν έχει την απαιτούμενη κινητική ενέργεια για να υπερνικήσει τον φραγμό. Ένα άτομο παγιδευμένο σε ένα οπτικό πλέγμα αποτελεί ιδανικό σύστημα για να παρατηρήσουμε το φαινόμενο σήραγγας (Εικ.9).  Μεταβάλλοντας την ένταση του στάσιμου κύματος αλλάζουμε το βάθος του οπτικού δυναμικού στο οποίο παγιδεύονται τα άτομα, άρα και το ύψος του φραγμού δυναμικής ενέργειας ανάμεσα σε δύο γειτονικές θέσεις του οπτικού πλέγματος. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να ελέγχουμε το ρυθμό με τον οποίο τα άτομα περνούν από τη μια θέση στην άλλη αξιοποιώντας το φαινόμενο σήραγγας. Αυτό δίνει τη δυνατότητα να διερευνούμε το όριο ανάμεσα στην κατάσταση που τα άτομα είναι πλήρως εντοπισμένα στα “φρεάτια” δυναμικού του πλέγματος και στην κατάσταση που “ελευθερώνονται” από αυτά και κινούνται ελεύθερα στο πλέγμα. Σε αυτήν την περίπτωση έχουμε έναν ιδανικό προσομοιωτή για τη μετάβαση από μια κατάσταση όπου ένα σύστημα συμπεριφέρεται ως μονωτής, σε μια κατάσταση υπερρευστότητας για την οποία θα μιλήσουμε εκτενώς στο επόμενο σχετικό άρθρο (Greiner et al, 2002), (Schneider et al, 2008).Εικόνα 9. Καλλιτεχνική αναπαράσταση του φαινόμενου σήραγγας. Ευγενική προσφορά στο InS του I. Bloch, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian (LMU) του Μονάχου και Διευθυντή Ερευνών στο Ινστιτούτο Max Planck για την Κβαντική Οπτική στο Garching της Γερμανίας.Τα οπτικά πλέγματα έχουν αποδειχθεί ιδανικά πεδία για την αποθήκευση και επεξεργασία κβαντικής πληροφορίας. Αυτό οφείλεται στη δυνατότητα επιλεκτικής αλληλεπίδρασης με συγκεκριμένα άτομα σε διάφορες θέσεις του οπτικού πλέγματος για να καταχωρούμε ή να ανακτούμε  την πληροφορία από αυτά (Εικ.10). Το άτομο χρησιμοποιείται με τον ίδιο τρόπο που ένα μεμονωμένο μπιτ χρησιμοποιείται σε έναν καταγραφέα (register) ενός κλασικού υπολογιστή. Τα πρώτα πειράματα σε αυτήν την κατεύθυνση έγιναν στο Νational Institute of Standards & Technology (NIST) των ΗΠΑ από την ομάδα του W. Phillips (Porto et al, 2003) και στη Βόννη από την ομάδα του D. Meschede (Schrader et al, 2004). Σήμερα μπορούμε να επιλέγουμε, στην κυριολεξία, όποια θέση θέλουμε σε ένα οπτικό πλέγμα, να τοποθετούμε ένα άτομο σε αυτήν και στη συνέχεια να το φέρουμε σε αλληλεπίδραση με μια δέσμη λέιζερ τα χαρακτηριστικά της οποίας είναι πλήρως ελεγχόμενα από εμάς. H επιλεκτική αλληλεπίδραση απαιτεί την χρήση ισχυρά εστιασμένων δεσμών λέιζερ ώστε να μη διαταράσσονται τα γειτονικά άτομα. Οι τεχνικές αυτές έχουν αξιοποιηθεί στην υλοποίηση πυλών για κβαντικούς υπολογιστές. Η Εικ.11 μας δείχνει ένα μικρό δείγμα από τις σχεδόν απεριόριστες δυνατότητες που έχουμε σήμερα στην κατά βούληση τοποθέτηση ατόμων σε διαφορετικές θέσεις ενός οπτικού πλέγματος.Εικόνα 10. Καλλιτεχνική αναπαράσταση της δυνατότητας επιλεκτικής αλληλεπίδρασης με μεμονωμένα άτομα στοχεύοντάς τα με ισχυρά εστιασμένες δέσμες λέιζερ.Εικόνα 11. Εικόνες από μεμονωμένα άτομα που έχουν τοποθετηθεί σε διάφορες θέσεις μέσα σε οπτικό πλέγμα. Ευγενική προσφορά στο InS του I. Bloch, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian (LMU) του Μονάχου και Διευθυντή Ερευνών στο Ινστιτούτο Max Planck για την Κβαντική Οπτική στο Garching της ΓερμανίαςΑφήσαμε για το τέλος αυτού του άρθρου την πιο σημαντική εφαρμογή των οπτικών πλεγμάτων στη μελέτη των θεμελιωδών εννοιών της κβαντικής φυσικής. Η στατιστική ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής ορίζει ως μέση τιμή ενός κβαντομηχανικού μεγέθους τη μέση τιμή που παίρνουμε έπειτα από διαδοχικές μετρήσεις πάνω σε ένα ή περισσότερα σωματίδια. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι πριν από κάθε μέτρηση το σύστημα των ατόμων να έχει προετοιμαστεί στην ίδια αρχική κατάσταση (Haroche & Raimond, 2006). Στην περίπτωση ενός κβαντικού συστήματος όλη η πληροφορία για αυτό εμπεριέχεται στην κυματοσυνάρτησή του Ψ. Η εκ νέου προετοιμασία είναι αναγκαία καθώς, μετά από κάθε μέτρηση, επέρχεται η λεγόμενη κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης (collapse of the wave function), δηλαδή η απώλεια όλων των υπόλοιπων εν δυνάμει αποτελεσμάτων που θα μπορούσαν να προκύψουν από τη μέτρηση. Σύμφωνα με το αξίωμα της μέτρησης: οποιαδήποτε κι αν ήταν η κατάσταση ενός κβαντικού συστήματος πριν από μια μέτρηση, η κατάσταση μετά τη μέτρηση θα περιγράφεται από την ιδιοσυνάρτηση που αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή η οποία μετρήθηκε (Τραχανάς, 2008). Με άλλα λόγια, στην κβαντική φυσική η μέτρηση είναι μια ενδογενώς μη αντιστρεπτή διαδικασία καθώς το σύστημα παραμένει, πλέον, σε μια κατάσταση που αντιστοιχεί στην ιδιοτιμή της ενέργειας που έχει μετρηθεί.Εικόνα 12. H κατάσταση ενός πολυσωματιδιακού κβαντικού συστήματος είναι μια υπέρθεση (superposition) διαφορετικών εν δυνάμει σχηματισμών. Κάθε φορά που λαμβάνουμε μια φωτογραφία του συστήματος αυτό «καταρρέει» σε έναν από αυτούς τους σχηματισμούς. Κάτι τέτοιο είναι αδύνατο σε ένα σύνηθες κρυσταλλικό πλέγμα. Με ένα πολυάριθμο σύνολο τέτοιων φωτογραφικών απεικονίσεων «ανασυνθέτουν» οι πειραματικοί την ολική κατάσταση του συστήματος.Η δυνατότητα να τοποθετούμε εκατοντάδες, πλέον, άτομα σε οποιαδήποτε αρχική θέση σε ένα οπτικό πλέγμα και να αλληλεπιδρούμε επιλεκτικά με αυτά, επιτρέπει την πλήρη ανακατασκευή της κυματοσυνάρτησης Ψ του συστήματος και τον υπολογισμό όχι μόνο μέσων τιμών αλλά και των κβαντικών διακυμάνσεων ενός συστήματος μεγάλου αριθμού ατόμων (Greiner et al, 2015). Ειδικά σε συστήματα ισχυρώς αλληλεπιδρώντων σωματιδίων η ουσιαστική πληροφορία δεν “κρύβεται” στις μέσες τιμές αλλά στις διακυμάνσεις και τις κβαντικές συσχετίσεις, οι οποίες για πρώτη φορά σήμερα είναι πειραματικά προσπελάσιμες. Πως γίνεται κάτι τέτοιο; Απλά με ταχύτατη φωτογράφιση του συστήματος πάρα πολλές φορές και εφόσον, πριν από κάθε νέα φωτογράφιση, αυτό έχει ετοιμαστεί στην αρχική του κατάσταση. Κάθε φωτογράφιση αποκαλύπτει μια από τις εν δυνάμει καταστάσεις του συστήματος. Μετά το πέρας των φωτογραφήσεων οι πειραματικοί έχουν στα χέρια τους την στατιστική κατανομή των διαφόρων καταστάσεων και από αυτήν «ανασυνθέτουν» την κυματοσυνάρτηση του συστήματος (Εικ. 11). Οι ερευνητές έχουν ήδη πραγματοποιήσει αξιοσημείωτη πρόοδο στην ανασύνθεση της κυματοσυνάρτησης ενός πολύπλοκου συστήματος όπως, για παράδειγμα, στην πρόσφατη περίπτωση ενός συνόλου από εκατό χιλιάδες άτομα υττερβίου που είχαν παγιδευτεί σε ένα οπτικό πλέγμα (Subhankar et al, 2019). Αν ο πλήρης έλεγχος απλών κβαντικών συστημάτων είναι ήδη μια πραγματικότητα (Haroche & Raimond, 2006) οι ερευνητές βαδίζουν ταχύτατα προς τον απόλυτο   έλεγχο πολυσωματιδιακών κβαντικών συστημάτων.

    Στο δεύτερο μέρος του αφιερώματος μας στους οπτικούς κρυστάλλους θα δούμε αναλυτικότερα με ποιους τρόπους αυτά τα φυσικά συστήματα έχουν ανοίξει νέους ορίζοντες στην ατομική φυσική και στην απρόσμενη συνάντησή της με την φυσική της συμπυκνωμένης ύλης .ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Τραχανάς, Σ., 2008. ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ: ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ. ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. Ηράκλειο: Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, σ. 592.

    Al Rsheed, A., Lyras, A., Lembessis V., E., Aldossary, O., M., 2016. Guiding of atoms in helical optical potential structures. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 49 (12), 125002. 10.1088/0953-4075/49/12/125002

    Bloch, I., 2005. Ultracold atoms in quantum gases. Nature Physics 1, p. 23. 10.1038/nphys138

    Clairon, A., Salomon, C., Guellati, S., and Phillips, W., D., 1991. Ramsey Resonance in a Zacharias Fountain. Europhys. Lett. 16, p. 165. 10.1209/0295-5075/16/2/008

    Cohen-Tannoudji, C., and D. Guéry-Odelin, D., 2011. ADVANCES IN ATOMIC PHYSICS: An overview. New Jersey: World Scientific, p.335. https://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/6631

    Cren, P., Roos, C., F., Aclan, A., Dalibard, J., and Guéry-Odelin, D., 2002. Loading of a cold atomic beam into a magnetic guide. Eur. Phys. J. D. 20, p. 107. https://doi.org/10.1140/epjd/e2002-00106-3

    De Mello, D., O., Schäffner, D., Werkmann, J., Preuschoff, T., Kohfahl, L., Schlosser, M. and Birkl, G., 2019. Defect-Free Assembly of 2D Clusters of More Than 100 Single-Atom Quantum Systems. Phys. Rev. Lett. 122, 203601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.203601

    Franke-Arnold, S., Leach, J., Padgett, M., J., Lembessis, V., E., Ellinas, D., Wright, A., J., Girkin, J., M., Öhberg, P., and Arnold, A., S., 2007. Optical Ferris wheel for ultracold atoms. Optics Express 15, p. 8619. https://doi.org/10.1364/OE.15.008619

    Greiner, Μ., Mandel, Ο., Esslinger, Τ., Hänsch, Τ., W., and Bloch, I., 2002. Quantum phase transition from a superfluid to a Mott insulator in a gas of ultracold atoms. Nature 415, p. 39. https://doi.org/10.1038/415039a

    Greiner, M., and I. Bloch, I., 2015. Quantengase unter den Mikroskop (Quantum Gases under the Microscope). Physik Journal 14, Nr. 10, p. 33. https://www.pro-physik.de/restricted-files/86861

    Grynberg, G., Lounis, B., Verkerk, P., Courtois, J.-Y., and Salomon, C., 1993. Quantized motion of cold cesium atoms in two- and three-dimensional optical potentials. Phys. Rev. Lett. 70, p. 2249. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.70.2249

    Haroche, S. and Raimond, 2006. Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons, Oxford: Oxford University Press. https://oxford.universitypressscholarship.com/view/10.1093/acprof:oso/9780198509141.001.0001/acprof-9780198509141

    Jessen, P., S., Gerz, C., Lett, P., D., Phillips, W., D., Rolston S., L., Spreeuw, R., J., C.,  and  Westbrook, C., I.,  1992. Observation of quantized motion of Rb atoms in an optical field. Phys. Rev. Lett. 69, p. 49. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.69.49

    Langbecker, M., Wirtz, R., Knoch, B., Noaman,  M., Speck, T., and Windpassinger, P., 2018. Highly controlled optical transport of cold atoms into a hollow-core fiber. New. J. Phys. 20, 083038. https://doi.org/10.1088/1367-2630/aad9bb

    Mandel, O., Greiner, M., Widera, A., Rom, T., Hänsch, T. W., and Bloch, I., 2003. Coherent Transport of Neutral Atoms in Spin-Dependent Optical Lattice Potentials. Phys. Rev. Lett. 91, 010407. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.010407

    Porto, J., V., Rolston, S., Laburthe Tolra, B., Williams, C., J., and Phillips, W., D., 2003. Quantum information with neutral atoms as qubits. Phil. Trans. R. Soc. A. 361, p.1417. http://doi.org/10.1098/rsta.2003.1211

    Riis, E., Weiss, D., Moler, K., and Chu, S., 1990. Atom funnel for the production of a slow, high-density atomic beam. Phys. Rev. Lett. 64, p. 1658. 10.1103/PhysRevLett.64.1658

    Schneider, U., Hackermüller, L., Will, S., Best, Th., Bloch, I., Costi, T., A., Helmes, R., W., Rasch, D., and Rosch, A., 2008. Metallic and insulating phases of repulsively interacting fermions in a 3D optical lattice. Science 322, p. 1520. DOI: 10.1126/science.1165449

    Schrader, D., Kuhr, S., Alt, W., Müller, M., Gomer, V., and Meschede, D., 2001. An optical conveyor belt for single atoms. Appl. Phys. B 73, p. 819. https://doi.org/10.1007/s003400100722

    Schrader, D., Dotsenko, I., Khudaverdyan, M., Miroshnychenko, Y., Rauschenbeutel, A., and Meschede D., 2004. Neutral atom quantum register. Phys. Rev. Lett. 93, 150501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.93.150501

    Subhankar, S., Wang, Y., Tsui, T.-C., Rolston, S., L., and Porto, J., V., 2019. Nanoscale Atomic Density Microscopy. Phys. Rev. X 9, 021002. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.021002

    Verkerk, P., Lounis, B., Salomon, C., Cohen-Tannoudji, C.,  Courtois, J.-Y., and Grynberg, G., 1992. Dynamics and spatial order of cold cesium atoms in a periodic optical potential. Phys. Rev. Lett. 68, p. 3861. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.3861

    Weyers, S., Aucouturier, E., Valentin, C., and Dimarcq, N., 1997. A continuous beam of cold cesium atoms extracted from a two-dimensional magneto-optical trap. Opt. Comm. 143, p. 30. https://doi.org/10.1016/S0030-4018(97)00312-X

  • Ντόροθι Χότζκιν: Πάθος για Έρευνα & Επιστήμη

    Ντόροθι Χότζκιν: Πάθος για Έρευνα & Επιστήμη

    Georgina Ferry

    Μετάφραση – Επιστημονική Επιμέλεια: Ευθυμία Χασιώτου

    Επιμέλεια: Εύα Κουκή

    Σελιδοποίηση: Αντώνης Παπάδης

    Σχεδιασμός Εξωφύλλου: Θοδωρής Κονταξής

    ISBN: 978-618-5289-55-3

    Διαστάσεις: 16 X 23

    Αριθμός σελίδων: 442

    Τιμή : 20 € + ΦΠΑ 6%Περιγραφή

    Η Ντόροθι Χότζκιν (1910-1994) διακρίθηκε στη Χημεία σε μία ανταγωνιστική και ανδροκρατούμενη εποχή. Γεννήθηκε στο Κάιρο της Αιγύπτου, στις 12 Μαΐου του 1910 και έφτασε στο απόγειο της καριέρας της στα μέσα του περασμένου αιώνα. Ο πατέρας της, Τζον, εργαζόταν στη βρετανική αποικιακή διοίκηση της Αιγύπτου και του Σουδάν. Η μητέρα της, Γκρέις, ασχολήθηκε με την αρχαιολογία και τη βοτανολογία. Η Ντόροθι, από μικρή ηλικία έδειξε ένα αξιοσημείωτο πάθος για την έρευνα και την επιστήμη.

    Με το ξέσπασμα του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου, επιστρέφει στην Αγγλία. Είχε ήδη δείξει το ενδιαφέρον της για τη χημεία, ένα παραδοσιακά ανδροκρατούμενο επιστημονικό πεδίο. Χάρη στο πάθος και την επιμονή, έγινε δεκτή στο Κολέγιο Σόμερβιλ του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης όπου ξεκίνησε τις σπουδές της. Στα 24 της χρόνια, φοιτήτρια ακόμη, έγινε παγκοσμίως γνωστή ως μορφή – κλειδί στην ανάπτυξη της πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας. Ολοκλήρωσε το διδακτορικό υπό την καθοδήγηση του Τζον Ντέσμοντ Μπερνάλ, του ανθρώπου που επηρέασε τόσο την επιστημονική όσο και την πολιτική της σκέψη. Εκεί θα μάθει περισσότερα για τη νέα μέθοδο της κρυσταλλογραφίας ακτινών X. Μαζί με τον Μπερνάλ μελέτησαν για πρώτη φορά μεμονωμένους κρυστάλλους μιας βιολογικής ουσίας, της πεψίνης. Στη συνέχεια ξεκίνησε να ασχολείται με τη μελέτη της ινσουλίνης, ανοίγοντας το δρόμο σε νέες θεραπείες για τον διαβήτη ενώ μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο θα στρέψει το ενδιαφέρον της στη μελέτη της πενικιλίνης.

    Το 1960 βραβεύθηκε από τη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου. Μεταξύ του 1950 και του 1964 προτάθηκε για βραβείο Νόμπελ 32 φορές, οχτώ για το Νόμπελ Φυσικής και 24 για το Νόμπελ Χημείας. Παραμένει η μόνη Βρετανίδα που τιμήθηκε με Βραβείο Νόμπελ Χημείας, το 1964. Την επόμενη χρονιά, έγινε η δεύτερη γυναίκα που τιμήθηκε με μετάλλιο του Τάγματος της Τιμής, από την βασίλισσα Ελισάβετ Β!.

    Παράλληλα με το ερευνητικό της έργο, η Χότζκιν αφοσιώθηκε στον ακτιβισμό. Μίλησε ανοιχτά κατά του Πολέμου στο Βιετνάμ, ενώ προσέφερε το χρηματικό έπαθλο που ήρθε μαζί με το Νόμπελ για την οικονομική ενίσχυση φοιτητών από άλλες χώρες που επιθυμούσαν να σπουδάσουν στην Αγγλία, αλλά και τη δημιουργία βρεφικού σταθμού στο Κολέγιο Σόμερβιλ, τόσο για τις νεαρές φοιτήτριες, όσο και για τις καθηγήτριες. Με την αποφασιστικότητα, το θάρρος και την επιμονή της, ξεπέρασε τα όρια που η κοινωνία έθετε για το φύλο της.

    Η Φέρι, στη βιογραφία που κρατάτε στα χέρια σας, παρουσιάζει το έργο της Χότζκιν που οδήγησε στην αποκάλυψη της κρυμμένης δομής σημαντικών βιολογικών μορίων, όπως η πενικιλίνη, η ινσουλίνη και η βιταμίνη Β12, καθώς και τους παθιασμένους αγώνες της για την ειρήνη και τη συνεργασία Ανατολής και Δύσης. Το βιβλίο παρουσιάζει με παραστατικότητα τη ζωή και το έργο της και ήταν υποψήφια για το βραβείο Duff Cooper Prize και το Marsh Biography Award. «Οι βιογραφίες των επιστημόνων είναι σχεδόν πάντα ένα ανιαρό ανάγνωσμα», ισχυρίζεται ο Πίτερ Μένταουαρ. Αλλά η συγγραφέας του βιβλίου Τζορτζίνα Φέρι αψήφησε την άποψη του Μένταουαρ και παρουσίασε την πρώτη και πολύ ενδιαφέρουσα βιογραφία της Ντόροθι Χότζκιν.Κριτικές

    Η Φέρι καταφέρνει θαυμάσια να εξηγήσει τη θεωρία της κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ με σαφείς και προσιτούς όρους που δεν απαιτούν ιδιαίτερες γνώσεις. Η Ντόροθι Χότζκιν από μικρή έζησε μακριά από τα αγαπημένα της πρόσωπα: τα παιδικά της χρόνια τα πέρασε μακριά από τους γονείς της και αργότερα έζησε μακριά από τον σύζυγό της, Τόμας, και τα παιδιά της. Ωστόσο, διατήρησε σε όλη της τη ζωή μια στενή φιλία με τον μέντορά της Τζ. Ντ. Μπέρναλ –τον «Σοφό»– τον γνωστό για τον μαρξισμό και την ευρυμάθειά του. Μέχρι τον θάνατό της, το 1994, πίστευε με πάθος στην επίλυση των διεθνών διαφορών μέσω του διαλόγου, κάτι που την οδήγησε να γίνει πρόεδρος της αντιπυρηνικής ομάδας Pugwash και, ακόμη, να ασκήσει πίεση στην πρώην σπουδάστριά της, Μάργκαρετ Θάτσερ. Η Φέρι, στο βιβλίο αυτό,αφηγείται τις προσωπικές σχέσεις της Χότζκιν με ιδιαίτερη ευαισθησία και υποστηρίζει ότι ο εμπνευσμένος επιστήμονας δεν παύει να είναι ένας απλός άνθρωπος.

    – David Vincent, The Guardian

     

    Αυτή η ξεχωριστή βιογραφία της Χότζκιν συναρπάζει τον αναγνώστη από την πρώτη μέχρι την τελευταία σελίδα.

    – John Gribbin, Sunday Times

     

    Η Φέρι έχει περιγράψει έξοχα την ατμόσφαιρα ενός αιώνα επιστήμης.

    – New Scientist

     

    Η Τζορτζίνα Φέρι δίνει μια αυθεντικά διαφωτιστική και ισορροπημένη αφήγηση της επιστημονικής και προσωπικής ζωής της Χότζκιν… Μια καλογραμμένη βιογραφία που της αξίζει μεγάλη επιτυχία.

    – Janet Browne, Times Literary Supplement

  • Το Δάκρυ του Ντιράκ

    Το Δάκρυ του Ντιράκ

    Κωνσταντίνος Βαγιονάκης.

    Επιμέλεια: Γεωργία Κοφτερίδου

    ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΡΟΠΗΠεριγραφή

    Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν είχε κάποτε πει για το σύμπαν ότι «αυτή η επική ιστορία μυστηρίου όχι μόνο δεν έχει ακόμη λυθεί, αλλά δεν είμαστε καν βέβαιοι ότι υπάρχει μια λύση». Το βιβλίο αυτό αποτελεί ένα μικρό οδοιπορικό πάνω στις θεωρίες μας για τη φύση και τα φιλοσοφικά ζητήματα που τις διαπερνούν. Έχουμε επιτύχει πολλά σε αυτή την επική ιστορία κατανόησης της φύσης, τόσο στις πολύ μικρές όσο και στις πολύ μεγάλες κλίμακες. Όμως, την ίδια στιγμή αντιλαμβανόμαστε ότι μεγαλώνει και η άγνοιά μας. Παραδείγματος χάριν, δεν γνωρίζουμε τι είναι η σκοτεινή μάζα, απαραίτητη για τη συνοχή των γαλαξιών, ούτε έχουμε ιδέα για το τι είναι η σκοτεινή ενέργεια του χώρου, που οδηγεί στην επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Και υπάρχουν τα ύστατα ερωτήματα: Πότε και πώς τέθηκαν οι νόμοι της φύσης; Προϋπήρχαν του σύμπαντος, αν υποθέσουμε ότι υπήρξε μια αρχή, ή ήρθαν μαζί με αυτό; Ήταν αναπόφευκτη η έλευση των πραγμάτων, ή μήπως ο κόσμος μας ήταν προϊόν τύχης μέσα από ένα πλήθος πιθανοτήτων; Μήπως, εντέλει, πρέπει να αποδεχθούμε ότι το μοναδικό σύμπαν που ξέρουμε απλώς συμβαίνει να υπάρχει με τον τρόπο που υπάρχει χωρίς περαιτέρω εξήγηση; Ερωτήματα που απηχούν την αγωνιώδη αναζήτηση ενός βαθύτερου νοήματος.Βιογραφικά Συγγραφέων

    Ο Κωνσταντίνος Ε. Βαγιονάκης είναι Ομότιμος Καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζονται σε θέματα σωματιδιακής φυσικής και κοσμολογίας. Εκτός από τα συγγράμματα Εισαγωγή στην Κβαντική Μηχανική (Ιωάννινα 2002), Σωματιδιακή και Κοσμολογική Φυσική (Ιωάννινα 2003), και Σωματιδιακή Φυσική (Εκδόσεις Ε.Μ.Π. 2013), έχει μεταφράσει και επιμεληθεί τα δύο πρώτα βιβλία Κλασική Μηχανική» και «Κβαντική Μηχανική της σειράς Το Θεωρητικό Ελάχιστο του Leonard Susskind (Εκδόσεις Ροπή 2019). Το προηγούμενο βιβλίο του με δοκιμιακά κείμενα γύρω από την επιστήμη ήταν το Συμπαντικό Καλειδοσκόπιο (Εκδόσεις Liberal Books 2014).Κριτικές

    Μία γοητευτική περιήγηση στον χώρο της Φυσικής και της Φιλοσοφίας. Το Δάκρυ του Ντιράκ του Κωνσταντίνου Βαγιονάκη μεταφέρει τον απαιτητικό αναγνώστη σε μία διαδρομή που ξεκινά από τις θεωρήσεις των αρχαίων Ελλήνων φιλοσόφων και καταλήγει στις πλέον σύγχρονες αντιλήψεις της Κβαντικής Φυσικής και της Κοσμολογίας.”

    – Χρήστος Σ. Ζερεφός (Γενικός Γραμματέας της Ακαδημίας Αθηνών, Εθνικός Εκπρόσωπος για την Κλιματική Αλλαγή)

    “Η επιστημονική επανάσταση της κβαντομηχανικής επηρέασε βαθύτατα τον τρόπο με τον οποίο σκεφτόμαστε για το σύμπαν και τις θεμελιώδεις δυνάμεις που το διέπουν. Αν και η ιστορία της έχει ειπωθεί αμέτρητες φορές, σπάνια έχει παρουσιαστεί με τόσο ανθρώπινο και συναρπαστικό τρόπο όπως στο βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας. Ο Κωνσταντίνος Βαγιονάκης μας παρουσιάζει, μέσω της καθηλωτικής γραφής του, τις προσωπικότητες και τις φιλοσοφικές διαμάχες που καθόρισαν την πορεία της κβαντικής θεωρίας αλλά και τη συνολική μας εικόνα για το σύμπαν.”

    – Αλέξανδρος Κεχαγιάς (Καθηγητής, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο)

    “Αν θα μπορούσα να περιγράψω με μια πρόταση το βιβλίο του Βαγιονάκη, θα έλεγα ότι αναδεικνύει με ιδιαίτερη επιτυχία την αδιάρρηκτη και διαχρονική σχέση της φιλοσοφίας με τη φυσική και τα μαθηματικα, σχέση που δυστυχώς λόγω της υπερειδίκευσης και της εμπορευματοποίησης της γνώσης δεν διδάσκεται στα Παν/μιά μας,με αποτέλεσμα οι σημερινοί φυσικοί και μαθηματικοί να προσεγγίζουν στείρα και εξ αντικειμένου περιοριστικά την επιστήμη τους. […] Το βιβλίο του Βαγιονάκη διαβάζεται εύκολα και κρατά έντονο το ενδιαφέρον του αναγνώστη μέχρι το τέλος. Το προτείνω ανεπιφύλακτα.”

    – Μανώλης Πλειώνης (Καθηγητής ΑΠΘ, Διευθυντής και Πρόεδρος του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών).

  • ΨΑΧΝΟΝΤΑΣ ΒΑΘΕΙΑ ΣΤΟ ΛΑΓΟΥΜΙ

    ΨΑΧΝΟΝΤΑΣ ΒΑΘΕΙΑ ΣΤΟ ΛΑΓΟΥΜΙ

    Allan H Ropper & Brian David Burrel

    Μετάφραση: Επαμεινώνδας Τσίγκας

    Επιστημονική Επιμέλεια: Επαμεινώνδας Τσίγκας

    Σχεδιασμός εξωφύλλου: Δημήτρης Κουρκούτης

    Περιγραφή

    Αυτό το βιβλίο αφορά τη διαδικασία και την εξέλιξη της τέχνης μου. Όπως η ίδια η κλινική νευρολογία, προχωράει έχοντας σαν βάση περιπτώσεις ασθενών. Οι ιστορίες είναι πραγματικές, οι διάλογοι στο μεγαλύτερο μέρος αυθεντικοί και, παρά το ότι τα πραγματικά στοιχεία όλων σχεδόν των ασθενών παρουσιάζονται αλλαγμένα, οι προκλήσεις και τα προβλήματα με τα οποία έρχεται αντιμέτωπος ένας νευρολόγος σε ένα πανεπιστημιακό νοσοκομείο προβάλλονται ολοκάθαρα.

    Πού αρχίζει αυτό; Αρχίζει με έναν υπεύθυνο μιας αίθουσας μπόουλινγκ που γίνεται συγχυτικός, με έναν δεξιό αμυντικό του μπέιζμπολ που αρχίζει να μιλάει ακαταλαβίστικα, με έναν φοιτητή που ξαφνικά γίνεται ψυχωτικός, με έναν παραγγελιοδόχο που οδηγεί πηγαίνοντας γύρω γύρω σε μια κυκλική πλατεία, ανίκανος να βρει σημείο εξόδου, με έναν οπισθοφύλακα μιας κολεγιακής ομάδας που δεν μπορεί να σταματήσει να παίζει συνέχεια με τον ίδιο τρόπο, με μια κοινωνική λειτουργό ψυχιατρικών δομών που παρατηρεί ένα τρέμουλο στο μικρό δάκτυλο του χεριού της, με έναν πρώην αθλητή που δεν μπορεί να πιάσει τα αυτοκόλλητα στις πάνες της νεογέννητης κόρης του, με έναν Ιρλανδό που γλιστρά στον πάγο και σπάζει το κεφάλι του. Όλοι καταλήγουν εδώ, στους θαλάμους της πτέρυγας των εσωτερικών ασθενών είτε στη μονάδα νευρολογικής εντατικής θεραπείας, περνούν όπως σε μια παρέλαση που ποτέ δεν παύει να με προκαλεί, να με εκπλήσσει και να με διαφωτίζει.

    Πού τελειώνει αυτό; Δεν τελειώνει.Βιογραφικά Συγγραφέων

    Ο Allan H. Ropper, είναι Καθηγητής της Νευρολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και Διευθυντής στην έδρα του Raymond D. Adams του τμήματος Νευρολογίας του Brigham and Women’s Hospital. Ο Dr. Ropper είναι για σειρά ετών συνεκδότης (co-editor) του περίφημου ιατρικού περιοδικού The New England Journal of Medicine.Oι τίτλοι των βιβλίων ή μονογραφιών που έγραψε ο ίδιος ή συμμετείχε στη δημιουργία τους, ξεπερνούν τους 150. Ανήκει στην ομάδα που επιμελείται και εκδίδει το διασημότερο στον κόσμο εγχειρίδιο της Νευρολογίας, Adams & Victor’s – Principles of Neurology, του οποίου ήδη έχει προχωρήσει στην 11η έκδοση. Σε συνεργασία με τον Brian Burrell έχει γράψει εκτός από το Ψάχνοντας βαθιά στο λαγούμι (2014), και το Πως ο εγκέφαλος χάνει τον νου του- Σεξ, Υστερία και ο γρίφος της ψυχικής Νόσου (2019).

    Ο Ropper έχει βαθιά επηρεαστεί από τους διάσημους δασκάλους του, και «ιερά τέρατα» της Νευρολογίας στο Χάρβαρντ, τους Ρέιμοντ Άνταμς και Τσαρλς Μίλερ-Φίσερ. Θεωρείται ως ένας από τους θεμελιωτές της Νευροεντατικολογίας ενώ η εξειδίκευσή του αφορά κυρίως το Σύνδρομο Guillain Barre και το Κώμα.

    Ο Brian David Burrel είναι καθηγητής μαθηματικών και στατιστικής στο Πανεπιστήμιο Amherst της Μασαχουσέτης. To 2005 εξέδωσε το βιβλίο Καρτ ποστάλς από το Μουσείο Εγκεφάλου το οποίο έγινε και αφορμή για να συναντηθεί με τον Allan Ropper. Έχει επίσης συγγράψει μερικά ακόμη βιβλία εκλαϊκευμένων μαθηματικών.Κριτκές

    O Ρόπερ καταγράφει την σαραντάχρονη καριέρα του χρησιμοποιώντας μια πληθώρα από ιστορίες περιστατικών: έχεις την εντύπωση πως ο Όλιβερ Σακς συναντά τον Γκρέκορυ Χάουζ, με μια δόση από τον χειρότερο νυχτερινό εφιάλτη των υποχονδριακών. Κάθε ιστορία φωτίζει τον ξεχωριστό τρόπο, όχι μόνον εκείνον με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλος, αλλά και αυτόν με τον οποίο Ρόπερ προχωρεί στη διάγνωση.

    – Sunday Times

    Εμπλουτισμένο με εικόνες της επιστημονικής μεθόδου, τονίζει πως δεν ακολουθεί την ψυχρή ορθολογική διαδικασία του Σέρλοκ Χόλμς όπως συχνά αυτή υποδύεται. Η ιατρική γραφή στα καλύτερα της.

    – V. S. Ramachandran,

    συγγραφέας του bestseller «Ο εγκέφαλος που λέει ιστορίες».

    Φανταστικό… Αυτό το κρυφοκοίταγμα μέσα στον πάσχοντα εγκέφαλο, από έναν από τους σημαντικότερους νευρολόγους, βοηθά τους αναγνώστες να αντιληφθούν με ποιον τρόπο δεινά όπως οι όγκοι, τα αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια, η νόσος Πάρκινσον, οι επιληπτικές κρίσεις και άλλα νοσήματα μας επηρεάζουν. Οι ιστορίες του είναι κάποτε επώδυνες και άλλοτε βαθιά συγκινητικές όμως πάντοτε τρομερά διαφωτιστικές.

    – Elizabeth Loftus,

    συγγραφέας του βιβλίου «Ο μύθος της Απωθημένης Μνήμης»

    Μια εξερεύνηση μέσα από τα χαρακώματα του προκλητικού κόσμου της κλινικής νευρολογίας που αλλάζει. Από το σύνηθες στο εξωτικό, από εκείνο που σου σπαράζει την καρδιά στο ευτράπελο, οι συγγραφείς προσφέρουν μια τίμια και πειστική ματιά σε μια από τις πλέον συναρπαστικές ιατρικές ειδικότητες.

    – Dr Michael Collins, συγγραφέας του βιβλίου «Θερμό φως, κρύο ατσάλι». Observer

    Στα χέρια κάποιου ελάσσονος συγγραφέα, το βιβλίο αυτό θα μπορούσε να μην είναι τίποτε περισσότερο από μια συλλογή γλαφυρών ιστοριών γύρω από τους τρόπους με τους οποίους ο ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να καταρρεύσει. Όμως ο δόκτωρ Ρόπερ και ο κ. Μπουρέλ καταφέρνουν να πουν μια περισσότερο βαθιά ιστορία σχετικά με την αξία των ανθρώπων ως προς τις μηχανές. Οι γιατροί συχνά δεν είναι μετριόφρονες, συμπάσχοντες με τον ασθενή ή ευγενικοί και οπωσδήποτε δεν είναι αλάνθαστοι. Όμως ένας γιατρός έχει κάτι που μια μηχανή ποτέ δεν θα το αποκτήσει: τον νου.

    – New York Times

  • Η ΕΠΟΧΗ ΤΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

    Η ΕΠΟΧΗ ΤΩΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ

    ΣΕΡΖ ΑΜΠΙΤΕΜΠΟΥΛ & ΖΙΛ ΝΤΟΟΥΕΚ

    Μετάφραση: Γιάννης Μανωλόπουλος

    ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣΌπως φαίνεται, µε τους αλγορίθµους ο Homo sapiens κατάφερε να επινοήσει το εργαλείο που ανέκαθεν ονειρευόταν. Κι όµως, κάτι µας ανησυχεί. Μήπως οι ταχυδρόµοι βρίσκονται υπό εξαφάνιση; Οι αλγόριθµοι καταστρέφουν θέσεις εργασίας. Μια ασφαλιστική εταιρεία πρέπει να αποζηµιώσει το θύµα ενός ατυχήµατος; Το ποσό της αποζηµίωσης θα το υπολογίσει κάποιος κυνικός αλγόριθµος. Το χρηµατιστήριο καταρρέει; Υπεύθυνοι είναι οι συναλλακτικοί αλγόριθµοι. Οι νόµοι περιορίζουν τις πολιτικές ελευθερίες; Μας κατασκοπεύουν οι κυβερνητικοί αλγόριθµοι. Νικούν οι αλγόριθµοι τον άνθρωπο στο σκάκι; Πολύ σύντοµα οι έξυπνοι αλγόριθµοι θα µας εξουσιάζουν.

    Πολλοί θεωρούµε τους αλγορίθµους πηγή των δεινών µας, αυτό όµως οφείλεται ίσως στο ότι πολύ συχνά τους χρησιµοποιούµε δίχως στ‘ αλήθεια να γνωρίζουµε τη φύση και τη λειτουργία τους. Τρέµουµε τους αλγορίθµους, γιατί φαντάζουν µυστηριώδεις, µε απόκοσµες δυνάµεις και προθέσεις κακές. Για να διαλύσουµε τούτες τις παράλογες σκέψεις, να διαχωρίσουµε την πραγµατικότητα από τις παιδιάστικες φαντασιώσεις, τους βάσιµους φόβους από τις αστήρικτες ανησυχίες, οι συγγραφείς µάς καλούν να ταξιδέψουµε µαζί τους στον κόσµο των αλγορίθµων. Εκεί θα έρθουµε αντιµέτωποι µε µερικές από τις προκλήσεις τής λεγόµενης εποχής των αλγορίθµων: µεταξύ άλλων, µε τον µετασχηµατισµό της εργασίας, την απώλεια της ιδιοκτησίας και την προστασία της ιδιωτικότητας. Οι αλγόριθµοι είναι δυνατόν να έχουν θετικές ή αρνητικές επιπτώσεις, αλλά δεν έχουν δικές τους προθέσεις. Υπηρετούν τους δικούς µας σκοπούς, γιατί εµείς τους επινοήσαµε.

    ΣΕΡΖ ΑΜΠΙΤΕΜΠΟΥΛ (SERGE ABITEBOUL)
    Ο Serge Abiteboul είναι Γάλλος επιστήµονας των υπολογιστών στο INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique) και µέλος του διοικητικού συµβουλίου του ARCEP (Autorité de Régulation des Communications Électroniques et des Postes). Έχει διατελέσει επισκέπτης καθηγητής στο Πανεπιστήµιο Στάνφορντ, ενώ υπήρξε ιδρυτικό στέλεχος της εταιρείας Xyleme. Ιδιαίτερα τον ενδιαφέρουν τα κοινωνικά ζητήµατα που είναι αλληλένδετα µε τον ψηφιακό κόσµο.

    ΖΙΛ ΝΤΟΟΥΕΚ (GILLES DOWEK)
    Ο Gilles Dowek είναι Γάλλος ερευνητής στον τοµέα της Επιστήµης των Υπολογιστών και συγγραφέας πολλών δηµοφιλών επιστηµονικών έργων, αλλά και βιβλίων σχετικών µε τη γνωσιολογία της Επιστήµης των Υπολογιστών και τη δεοντολογία στον ψηφιακό κόσµο. Το βιβλίο του Computation, Proof, Machine (Cambridge University Press) τιµήθηκε µε το βραβείο φιλοσοφίας της Γαλλικής Ακαδηµίας.

  • ΗΜΕΡΙΔΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΑΡΟΝ και ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ της ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ COVID-19 – Δεύτερο Μέρος

    ΗΜΕΡΙΔΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΑΡΟΝ και ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ της ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ COVID-19 – Δεύτερο Μέρος

    Η επιτροπή διάχυσης της γνώσης για τον ιό της πανδημίας  COVID 19, η οποία συστάθηκε με πρωτοβουλία του Συλλόγου προσωπικού του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών  και αποτελείται από τους ερευνητές και βιολόγους : Βασίλη Ζουμπουρλή, Δημήτρη Στέλλα, Κωνσταντίνο Βουτετάκη, Θεοδώρα Κατσίλα και Όλγα  Παπαδόδημα, οργάνωσαν ημερίδα 19/2/22 και ημέρα Σάββατο σχετική με την πανδημία. Στόχος ήταν η ενημέρωση των εργαζομένων του ΕΙΕ, του ευρύτερου κοινού αλλά και της επιστημονικής και Ακαδημαϊκής κοινότητας για τις τελευταίες εξελίξεις της COVID-19 και τα μελλούμενά της.

     Αναλυτικό πρόγραμμα – Δεύτερου Μέρους

    Έμβόλια – μονοκλωνικά αντισώματα και η ανοσοαπόκριση έναντι του Sars-2. Αλήθειες και ψέματα για τον κορονοϊό. Προεδρείο: Ιωάννης Τρουγκάκος

    1. 00:25 Γιώργος Θυφρονίτης, Καθηγητής Κυτταρικής και Μοριακής Ανοσολογίας, ΒΕΤ Ιωάννινα. Τίτλος ομιλίας: Εμβόλια κατά της Covid-19: 4 μύθοι και μερικές αλήθειες.
    2. 30:02 Παναγιώτης Βλαχογιανόπουλος καθηγητής Παθολογίας-Ανοσολογίας του ΕΚΠΑ e-mail: Τίτλος ομιλίας: Νόσος COVID-19, αυτοαντισώματα και αυτοάνοσα νοσήματα.
    3. 54:45 Κων/νος Τριανταφυλλίδης, Ομότιμος Καθηγητής Γενετικής και Γενετικής του Ανθρώπου, του Τμήματος Βιολογίας του ΑΠΘ, Τίτλος ομιλίας: Επιστημονικά δεδομένα και μύθοι για τον κορωνοϊό SARS-CoV-2 και τα εμβόλια mRNA.

    1:20:37 Ερωτήσεις:

    1:48:27 Πανδημία και οι παράπλευρες επιπτώσεις της. Προεδρείο: Ολγα Παπαδόδημα και Εμμανουήλ Ρίζος

    1. 1:49:21 Εμμανουήλ Ρίζος. Καθηγητής Ψυχιατρικής του ΕΚΠΑ, Τίτλος ομιλίας: Πανδημία Covid-19 και ψυχο-κοινωνικές επιπτώσεις.
    2. 2:08:05 Σταματέλου Δήμητρα, μέλος της Εκτελεστικής Γραμματεία της ΟΕΝΓΕ και παθολόγος σε κλινιή COVID-19 στο νοσοκομείο Νίκαιας Τίτλος ομιλίας: Ασθενείς covid. Παίζουν ρόλο οι πολιτικές επιλογές;
    3. 2:31:09 Σοφία Αγγελάκη: Καθηγήτρια Ογκολογίας, Ιατρική Σχολή Πανεπιστήμιο Κρήτης. Τίτλος ομιλίας: Οι προκλήσεις της πανδημίας COVID-19 στην αντιμετώπιση των ασθενών με καρκίνο.

    3:02:25 Ερωτήσεις

    3:13:55 Πανδημία COVID-19 το παρόν και το μέλλον της. Προεδρείο: Δημήτρης Στέλλας και Βασίλης Ζουμπουρλής

    1. 3:15:05 Γιώργος Παυλάκης, Ιατρός – Ερευνητής, Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, ΗΠΑ. Τίτλος ομιλίας: Παρόν και μέλλον της Πανδημίας COVID-19.

    4:02:58 Ερωτήσεις

    4:17:40 Κλείσιμο ημερίδας

  • ΗΜΕΡΙΔΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΑΡΟΝ και ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ της ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ COVID-19 – Πρώτο Μέρος

    ΗΜΕΡΙΔΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΑΡΟΝ και ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ της ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ COVID-19 – Πρώτο Μέρος

    Η επιτροπή διάχυσης της γνώσης για τον ιό της πανδημίας  COVID 19, η οποία συστάθηκε με πρωτοβουλία του Συλλόγου προσωπικού του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών  και αποτελείται από τους ερευνητές και βιολόγους : Βασίλη Ζουμπουρλή, Δημήτρη Στέλλα, Κωνσταντίνο Βουτετάκη, Θεοδώρα Κατσίλα και Όλγα  Παπαδόδημα, οργάνωσαν ημερίδα 19/2/22 και ημέρα Σάββατο σχετική με την πανδημία. Στόχος ήταν η ενημέρωση των εργαζομένων του ΕΙΕ, του ευρύτερου κοινού αλλά και της επιστημονικής και Ακαδημαϊκής κοινότητας για τις τελευταίες εξελίξεις της COVID-19 και τα μελλούμενά της.

     Αναλυτικό πρόγραμμα – Πρώτου Μέρους

    0:24. Χαιρετισμός από τον πρόεδρο του Συλλόγου Εργαζομένων του ΕΙΕ και διευθυντή Ερευνών Βασίλη Ζουμπουρλή 

    7:40. Τα ανθρωπογενή αίτια των πανδημιών και οι κοινωνικές τους προεκτάσεις. Προεδρείο:  Θεοδώρα Κατσίλα

    1. 8:25 Μανόλης Κογεβίνας, MD, PhD, Καθηγητής, ISGlobal (Κέντρο Παγκόσμιας Υγείας, Βαρκελώνη). Τίτλος ομιλίας :  Κλιματική αλλαγή και υγεία: η περίπτωση του COVID-19.
    2. 29:25 Βασίλης Ζουμπουρλής  Διευθυντής Ερευνών στο Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών. Τίτλος ομιλίας: Τα ανθρωπογενή αίτια των πανδημιών.
    3. 56:30 Ηλίας Κονδύλης, Αναπληρωτής Καθηγητής Πολιτικής Υγείας, Τμήμα Ιατρικής ΑΠΘ. Τίτλος ομιλίας :  Πανδημία COVID-19 και οι πολιτικές διαχείρισης της στην Ελλάδα: μία κριτική επισκόπηση. 

    1:23:35 Ερωτήσεις

    1:46:10.  Η έρευνα για τη Μοριακή χαρτογράφιση της COVID-19 στην Ελλάδα και η παθοφυσιολογία του Sars-2.  Προεδρείο:  Βασίλης  Ζουμπουρλής

    1. 1:47:27 Δημήτριος Θάνος. Ακαδημαϊκός, Πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου και Διευθυντής του Κέντρου Βασικής Έρευνας του Ιδρύματος Ιατροβιολογικών Ερευνών της Ακαδημίας Αθηνών Τίτλος ομιλίας :   Η Γονιδιωματική στην Υπηρεσία της Δημόσιας Υγείας 45’.
    2. 3:19:04 Γιάννης Τρουγκάκος, Καθηγητής Βιολογίας Ζωικού Κυττάρου & Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Τίτλος ομιλίας :  Ο ιός SARS-CoV-2: Bιολογία, παθοφυσιολογία και θεραπευτικές προσεγγίσεις της νόσου COVID-19. 30’ 

    3:58:25 Ερωτήσεις

    Διάλλειμα 

  • Τα Θεμελιώδη – Δέκα κλειδιά για την πραγματικότητα

    Τα Θεμελιώδη – Δέκα κλειδιά για την πραγματικότητα

    Frank Wilczek – Βραβείο Νόμπελ Φυσικής

    Μετάφραση – επιστημονική επιμέλεια:
    Ανδ. Δημητρόπουλος – Αλ. ΜάμαληςΔυο λόγια για το βιβλίο

    Ένας από τους σπουδαιότερους σύγχρονους θεωρητικούς φυσικούς μάς αποκαλύπτει τις δέκα πιο σημαντικές ιδέες που φωτίζουν όσα ο καθένας μας πρέπει να γνωρίζει για τον φυσικό κόσμο.

    Στο νέο του βιβλίο Τα Θεμελιώδη, ο νομπελίστας Wilczek προσκαλεί τον αναγνώστη σε μια απλή αλλά εις βάθος εξερεύνηση της πραγματικότητας με βάση τις μείζονες ανακαλύψεις της σύγχρονης επιστήμης. Με σαφήνεια και μεταδοτική αίσθηση χαράς, μας εξηγεί τις βασικές έννοιες που διαμορφώνουν την αντίληψή μας για το τι είναι ο κόσμος και πώς λειτουργεί. Μέσα από τις σελίδες του βιβλίου μπορούμε να δούμε την πραγματικότητα με έναν νέο τρόπο —ανώτερο, πληρέστερο και πιο ασυνήθιστο.

    Συνδυάζοντας βασικά ερωτήματα, γεγονότα και εικασίες, ο Wilczek εξετάζει τις ιδέες που διαμορφώνουν την αντίληψή μας για το Σύμπαν: χρόνος, χώρος, ύλη, ενέργεια, πολυπλοκότητα και συμπληρωματικότητα. Ανασκάπτει την ιστορία της θεμελιώδους επιστήμης, εξετάζοντας τι γνωρίζουμε και πώς το γνωρίζουμε, ενώ ταξιδεύει στους ορίζοντες του επιστημονικού γίγνεσθαι για να μας δώσει μια γεύση όσων σύντομα μπορεί να ανακαλύψουμε. Λαμπερή, διαυγής και προσιτή, αυτή η γιορτή της ανθρώπινης επινοητικότητας και φαντασίας θα διευρύνει τον νου και τον κόσμο σας.

     

    Είπαν για το βιβλίο

    •  «Αν γυρίζατε μόλις διακόσια χρόνια πίσω και λέγατε στον κόσμο τι γνωρίζαμε, από τις απαρχές του Σύμπαντος μέχρι τη μοριακή βάση της ζωής, και πόσο παράξενη και μη διαισθητική είναι η Φύση στην ατομική κλίμακα, θα νόμιζε ότι ήμασταν τρελοί. Αλλά αν του δείχνατε τι δημιουργήσαμε με τη γνώση αυτή, θα πίστευε ότι ήμασταν μάγοι. Σε αυτό το συναρπαστικό και ιδιαίτερα προσιτό βιβλίο, ο Frank Wilczek δείχνει πώς το τεράστιο οικοδόμημα που συνιστά τη σύγχρονη επιστήμη δομήθηκε με λίγα μόνο συστατικά και παραδοχές, αλλά στηρίχθηκε καθοριστικά σε έναν ορισμένο τρόπο σκέψης σχετικά με τη φύση των τεκμηρίων και τον τρόπο εφαρμογής τους στον πραγματικό κόσμο. […] Όποιος ενδιαφέρεται για την υποκείμενη βάση της πολυπλοκότητας της σημερινής επιστήμης θα απολαύσει το βιβλίο αυτό.»

    —Venki Ramakrishnan, Βραβείο Νόμπελ Χημείας

    •  «Πώς συναρθρώνεται το Σύμπαν; Κάτω από τη συγκεχυμένη βοή του κόσμου γύρω μας υπάρχει ένα κρυμμένο βασίλειο λεπτής μαθηματικής ομορφιάς, ένα υπόβαθρο θεμελιωδών αρχών στις οποίες στηρίζεται όλη η Φύση. Λίγοι εν ζωή επιστήμονες έχουν καταφέρει περισσότερα από τον Frank Wilczek βοηθώντας στην αποκάλυψη του βαθύτερου αυτού στρώματος της ύπαρξης. […] Με λυρισμό και πάθος, ο Wilczek μάς συνοδεύει σε ένα συναρπαστικό ταξίδι στα σύνορα της φυσικής και μας υπενθυμίζει πόσο προνομιούχοι είμαστε εμείς οι άνθρωποι που αντικρίζουμε τα θεμέλια της πραγματικότητας.»

    —Paul Davies, καθηγητής θεωρητικής φυσικής, Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνας

    •  «…Είναι ένα βιβλίο για βαθιές ιδέες, όχι για παροδικές φαντασιώσεις. Θα σας διδάξει θεμελιώδεις αρχές, όχι ξερούς καταλόγους στοιχείων. […] Αποτελεί σπάνια απόλαυση να ρίξεις μια ματιά στον νου ενός από τους κορυφαίους φυσικούς του κόσμου, […] ενώ χρησιμοποιεί ένα συναρπαστικό στιλ που θα απολαύσει οποιοσδήποτε.»

    —Sean Carroll, καθηγητής θεωρητικής φυσικής, Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας

    •  «Τα Θεμελιώδη αντικατοπτρίζουν το εξαιρετικό διανοητικό εύρος του Frank Wilczek ως ενός από τους πλέον αξιοσέβαστους, πρωτότυπους και τολμηρούς φυσικούς της εποχής μας. Αυτό που οδήγησε τον Wilczek να μας παρουσιάσει τα “δέκα κλειδιά για την πραγματικότητα” είναι ο θαυμασμός του όσον αφορά τη Φύση και τη μαθηματική ομορφιά. […] Στα δέκα κεφάλαια του βιβλίου, ο αναγνώστης έχει την ευκαιρία να ακολουθήσει το μεγάλο αυτό πνεύμα στο ταξίδι του από την επικράτεια των ανακαλύψεων στο βασίλειο των εικασιών και να απολαύσει τα μυστήρια του Σύμπαντος.»

    —Janna Levin, καθηγήτρια φυσικής και αστρονομίας, Barnard College, Πανεπιστήμιο Columbia

    •  «Ο Frank Wilczek δεν είναι μόνο ένας από τους μεγαλύτερους φυσικούς του κόσμου· είναι και ένας από τους σημαντικότερους αποκρυπτογραφητές των μυστικών του. […] Τα Θεμελιώδη είναι βιβλίο διαυγές, όμορφο και αποκαλυπτικό.»

    —Steven Strogatz, καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Cornell

    •  «Αυτό το βιβλίο είναι ξεχωριστό. Ως μαθητής καταβρόχθιζα τα βιβλία εκλαΐκευσης της επιστήμης των Gamow και Asimov, αλλά αναρωτιόμουν αν θα μπορούσε κάποιος να επιτύχει κάτι ανάλογα αξιοθαύμαστο όσον αφορά τη σύγχρονη θεωρητική φυσική —ειδικά τη σωματιδιακή φυσική και την κοσμολογία, με τις αντιδιαισθητικές έννοιες και την εξειδικευμένη φρασεολογία. Η απάντηση είναι το βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας. Ο Frank καταφέρνει να μας εμπνεύσει, μεταφέροντάς μας στη χώρα των θαυμάτων της σύγχρονης φυσικής, χωρίς κανένα συμβιβασμό ως προς τα δεδομένα.»

    —V.S. Ramachandran, καθηγητής νευροβιολογίας, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο

    •  «Μια θεσπέσια και δελεαστική επισκόπηση των θεμελιωδών γεγονότων της φυσικής πραγματικότητας.»

    —Steven Pinker, καθηγητής γνωσιακής επιστήμης, Πανεπιστήμιο Harvard

    • «Μια διαυγής και καθηλωτική αφήγηση των θεμελιωδών αρχών —αυτό που ο Wilczek αποκαλεί “τα κεντρικά μηνύματα της σύγχρονης φυσικής”—, οι οποίες δεν αποτελούν απλώς έγκυρα στοιχεία για το πώς λειτουργεί ο κόσμος αλλά και “τρόπο σκέψης που μας επέτρεψε να τις ανακαλύψουμε”.»

    —Scientific American

    • «Τα Θεμελιώδη είναι ένα συναρπαστικό χρονικό κατανόησης της πραγματικότητας από τον άνθρωπο, γραμμένο από έναν βασικό συντελεστή διαλεύκανσης των πρόσφατων μυστηρίων της. Η αντίληψη του Wilczek σχετικά με τη φυσική που αφηγείται είναι πλήρης και έγκυρη· αποδίδει τεχνικές λεπτομέρειες με έναν σπάνιο συνδυασμό ακρίβειας και προσβασιμότητας. […] Ο συγγραφέας μάς προσφέρει έναν εξαιρετικά σαφή οδηγό για την κατάσταση της φυσικής γνώσης στις αρχές του 21ου αιώνα, στο πνεύμα της εξήγησης που επιθυμούσαν οι αρχαίοι Έλληνες.»

    —Science

    • «Υπέροχο βιβλίο. […] Ο Frank Wilczek είναι ένα σπάνιο πλάσμα: επιστήμονας πρώτης κατηγορίας και ταυτόχρονα εξαιρετικά ταλαντούχος επικοινωνητής. […] Βρίσκει συνεχώς νέους τρόπους για να παρουσιάζει τέτοιες ιδέες, ώστε να αποκτάμε νέα γνώση για το τι σημαίνουν αυτές. […] Τα Θεμελιώδη δεν είναι απλώς ένα εξαιρετικό έργο επιστημονικής επικοινωνίας αλλά και ένα βαθιά ανθρωπιστικό βιβλίο. Διακηρύσσει όσα ακριβώς γνωρίζουμε χωρίς να προσποιείται κάτι περισσότερο: “Ο κόσμος είναι πλήρης μυστηρίων και μακράν πολυπλοκότερος της ικανότητάς μας να τον κατανοούμε, εμείς όμως γνωρίζουμε πολλά και μαθαίνουμε ακόμη περισσότερα. Η ταπεινοφροσύνη είναι επιτακτική· αλλά εξίσου και ο αυτοσεβασμός.»

    —Physics World

    • «Ο Wilczek είναι αληθινός οραματιστής. […]»

    —The Times (Λονδίνο)

    • «Είτε είστε συνηθισμένοι είτε όχι να διαβάζετε φυσική για ευχαρίστηση, τα Θεμελιώδη του νομπελίστα Frank Wilczek μπορεί να είναι το τέλειο βιβλίο για αυτή τη χρονιά της πανδημίας. […] Ο Wilczek γράφει με εκπληκτική οικονομία και σαφήνεια, και η χαρά του για το θέμα είναι προφανής. […] Αυτό που μαθαίνει ένας αναγνώστης στα Θεμελιώδη είναι η μητρική γλώσσα της φυσικής —τα μαθηματικά—, διδαγμένη με ακρίβεια από κάποιον που έχει ξοδέψει μια ζωή στις δυνάμεις διαμόρφωσης του φυσικού κόσμου μας.»

    —The New York Times

    • «Για όσους έχουν επιστημονικές ορέξεις και μετανιώνουν που δεν παρακολούθησαν κάποια μαθήματα στο κολέγιο ώστε να μάθουν για τον φυσικό κόσμο, ο Frank Wilczek προσφέρει έναν τρόπο να καλύψουν τη διαφορά. […] Δεν χρειάζεται να γνωρίζετε απειροστικό λογισμό. Αντιθέτως, ο συγγραφέας μιλά για τη σύγχρονη φυσική και την κοσμολογία από μια πιο ευρεία και φιλοσοφική σκοπιά, συνδέοντας συχνά τα ευρήματά τους με τον πραγματικό κόσμο —με την έννοια του τρόπου που μας επηρεάζουν. Στην παρούσα εποχή του αυξανόμενου σκεπτικισμού, εκείνος θέλει οι αναγνώστες του —τους οποίους φαντάζεται ότι είναι δικηγόροι, γιατροί, καλλιτέχνες, γονείς ή απλά φιλομαθή άτομα— να «γεννηθούν ξανά, με τον τρόπο της επιστήμης.»

    —The Washington PostΟ Frank Wilczek (Φρανκ Ουίλτσεκ) τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2004, για έρευνα που διεξήγαγε στη θεωρητική φυσική όταν ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής, σε ηλικία 21 ετών. Σήμερα είναι καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), όπου κατέχει την έδρα Herman Feshbach. Ακόμη, είναι ιδρυτικός διευθυντής του Ινστιτούτου Tsung-Dao Lee και επικεφαλής επιστήμων του Κβαντικού Κέντρου Wilczek στη Σαγκάη, καθώς και έγκριτος καθηγητής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνας και στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης. Αρθρογραφεί τακτικά στα περιοδικά Nature και Physics Today, ενώ κείμενά του έχουν συμπεριληφθεί στο Τhe Best American Science Writing και στο The Norton Anthology of Light Verse. Το βιβλίο του Longing for the Harmonies ανακηρύχθηκε από τους New York Times «βιβλίο της χρονιάς» για το 1989. Άλλα βιβλία του είναι τα: A Beautiful Question, The Lightness of Being (και τα δύο κυκλοφορούν από τις εκδόσεις Κάτοπτρο) και Fantastic Realities.

    Τα περιεχόμενα του βιβλίου

    Πρόλογος: Γεννημένος ξανά

    Εισαγωγή

    I. ΤΙ ΥΠΑΡΧΕΙ
    1.Υπάρχει πολύς χώρος

    Το εξωτερικό πολύ: Τι ξέρουμε και πώς το ξέρουμε

    Το εσωτερικό πολύ: Τι ξέρουμε και πώς το ξέρουμε

    Το μέλλον του χώρου

    2.Υπάρχει πολύς χρόνος

    Η αφθονία του χρόνου

    Τι είναι ο χρόνος;

    Ιστορικός χρόνος: Τι ξέρουμε και πώς το ξέρουμε

    Εσωτερικός χρόνος: Τι ξέρουμε και πώς το ξέρουμε

    Μετρώντας τον χρόνο

    Το μέλλον του χρόνου

    3.Υπάρχουν πολύ λίγα συστατικά

    Άτομα, και πέρα από αυτά

    Αρχές: Η πραγματικότητα και οι ανταγωνιστές της

    Τι θα μπορούσε να έχει γίνει λάθος

    Ιδιότητες: Τι είναι η ύλη;

    Τα επιμέρους

    Το μέλλον των συστατικών

    4.Υπάρχουν πολύ λίγοι νόμοι

    Ο θρίαμβος της τοπικότητας και η δόξα των πεδίων

    Οι τέσσερις δυνάμεις

    Κβαντική ηλεκτροδυναμική (QED)

    Κβαντική χρωμοδυναμική (QCD)

    Βαρύτητα (γενική σχετικότητα)

    Η ασθενής δύναμη

    Το μέλλον της κατανόησης

    5.Υπάρχει πολλή ύλη και ενέργεια

    Η αφθονία της κοσμικής ενέργειας

    Θεμελιώδεις αρχές και ανθρώπινοι σκοποί

    Έκρηξη μέσω της οικοδόμησης

    Αντιληπτή πολυπλοκότητα

    Καύσιμο προς κατανάλωση, με βραδύ ρυθμό

    Συνοψίζοντας: Αυτό είσαι

    Το μέλλον της υλικής αφθονίας

    II.ΑΦΕΤΗΡΙΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΗΞΕΙΣ
    6.Η κοσμική ιστορία είναι ένα ανοικτό βιβλίο

    Στόχοι και όρια

    Τι συνέβη

    Πώς το ξέρουμε

    Το μέλλον της κοσμικής ιστορίας

    7.Αναδυόμενη πολυπλοκότητα

    Πώς το Σύμπαν απέκτησε ενδιαφέρον

    Ευαισθησία: Η διακλάδωση της πραγματικότητας

    Το μέλλον της κοσμικής πολυπλοκότητας

    8.Υπάρχουν πολύ περισσότερα για να δούμε

    Ανοίγοντας τις θύρες της αντίληψης

    Αποκαλύψεις κερδισμένες με μόχθο

    Το σωματίδιο Higgs

    Βαρυτικά κύματα

    Το μέλλον της αντίληψης

    9.Τα μυστήρια παραμένουν

    Χρονική αντιστροφή

    Η σκοτεινή πλευρά: Σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια

    Αξιόνια: Τα κβάντα που «καθαρίζουν»

    Το μέλλον του μυστηρίου

    10.Η συμπληρωματικότητα διευρύνει τον νου

    Η συμπληρωματικότητα στην επιστήμη

    Η συμπληρωματικότητα στην κβαντική μηχανική

    Επίπεδα περιγραφής

    Πέρα από την επιστήμη: Η συμπληρωματικότητα ως σοφία

    Το μέλλον της συμπληρωματικότητας

    Επίλογος: Το μακρύ ταξίδι του νόστου
    Παράρτημα
    Ευχαριστίες
    Λεξιλόγιο
    Ευρετήριο

  • Οι εμπειρίες μου από την αναστήλωση Ιστορικών Μνημείων και Συνόλων – Μια συνέντευξη με τον αρχιτέκτονα Βασίλη Αλεξάνδρου

    Οι εμπειρίες μου από την αναστήλωση Ιστορικών Μνημείων και Συνόλων – Μια συνέντευξη με τον αρχιτέκτονα Βασίλη Αλεξάνδρου

    Το InScience παρουσιάζει  μια συνέντευξη με τον αρχιτέκτονα Βασίλη Αλεξάνδρου.

    «ΔΙΟΙΚΗΣΗ, ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ KAI ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΤΟY ΕΡΓΟY: “ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΑΛΑΙΟΥ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΙΟΥ ‘ΑΓΙΑΣ ΑΝΝΗΣ’ ΤΗΣ ΙΕΡΑΣ ΜΟΝΗΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΛΑΥΡΑΣ ΣΤΙΣ ΚΑΡΥΕΣ-ΑΓΙΟΝ ΟΡΟΣ”»

    ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΕΡΓΟΥ:
    “ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΑΛΑΙΟΥ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΙΟΥ ‘ΑΓΙΑΣ ΑΝΝΗΣ’
    ΤΗΣ ΙΕΡΑΣ ΜΟΝΗΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΛΑΥΡΑΣ ΣΤΙΣ ΚΑΡΥΕΣ-ΑΓΙΟΝ
    ΟΡΟΣ”

  • Η Ιστορία της Δυτικής Επιστήμης: Από τα γραπτά του Αριστοτέλη ως τη Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.

    Η Ιστορία της Δυτικής Επιστήμης: Από τα γραπτά του Αριστοτέλη ως τη Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης.

    Suzan Wise Bauer

    Μετάφραση: Κωνσταντίνος Τάκης

    ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΡΟΠΗΗ Susan Wise Bauer μας προσφέρει ένα ευκολοδιάβαστο και διασκεδαστικό βιβλίο που μας ξεναγεί στα μονοπάτια της ανάπτυξης της σύγχρονης επιστήμης. Πολύ συχνά, η δημόσια συζήτηση για τον ρόλο της επιστήμης διεξάγεται από δημοσιογράφους, ψηφοφόρους ή πολιτικούς που δεν έχουν επιστημονική εκπαίδευση. Το βιβλίο ¨Η Ιστορία της Δυτικής Επιστήμης” αποτυπώνει τη χαρά που προσφέρει η ανάγνωση των πρωτότυπων επιστημονικών κειμένων αλλά και τη σημασία τους, και μας οδηγεί πίσω στα αριστουργήματα της επιστημονικής σκέψης που άλλαξαν τον τρόπο που συλλαμβάνουμε τον κόσμο μας και τους εαυτούς μας.

    Τα 28 συνοπτικά κεφάλαια του βιβλίου οδηγούν τους αναγνώστες από τα πρώτα επιστημονικά κείμενα του Ιπποκράτη, του Πλάτωνα,και του Αριστοτέλη στα κλασικά έργα του 20ου αιώνα στα πεδία της βιολογίας, της φυσικής και της κοσμολογίας. Η Ιστορία της Δυτικής Επιστήμης αρχίζει από τις πρώτες ερευνητικές απόπειρες της ανθρωπότητας και φτάνει έως το φαινόμενο της πεταλούδας,ταξιδεύοντάς μας από τη γέννηση της επιστημονικής μεθόδου στην ανάδυση των γεωλογικών επιστημών και την άνθιση της σύγχρονης βιολογίας. Κάθε κεφάλαιο προτείνει ένα ή περισσότερα κλασικά βιβλία και παρέχει σαφείς εξηγήσεις για τον μηχανισμό πίσω από κάθε επιστημονική έννοια. Το βιβλίο μας αποκαλύπτει ότι η επιστήμη είναι ένα δραματικό εγχείρημα στο οποίο επιδίδονται κάποιες από τις πλέον χαρακτηριστικές προσωπικότητες της ιστορίας. Μας υπενθυμίζει ότι η επιστημονική έρευνα είναι μια ανθρώπινη αναζήτηση – ένας ουσιαστικός, ενίοτε βαθιά προσωπικός, μερικές φορές ελαττωματικός, συχνά λαμπρός τρόπος κατανόησης του κόσμου.Έγραψαν

    Η Ιστορία της Δυτικής Επιστήμης είναι μια «διασκεδαστική και μοναδική σύνθεση» (Times Higher Education), μια «ρευστά γραμμένη» αφήγηση που «γιορτάζει την αμείλικτη δύναμη της ανθρώπινης περιέργειας» (Wall Street Journal), και μια «φωτεινή, ενημερωτική πηγή για τους αναγνώστες, η οποία επιδιώκει να κατανοήσει την επιστήμη μέσα από τα μάτια των ανδρών και των γυναικών που διαμόρφωσαν την ιστορία της» (Kirkus).Βιογραφικά Συγγραφέων

    Η Susan Wise Bauer είναι συγγραφέας, εκπαιδευτικός και ιστορικός. Διαθέτει Διδακτορικό στις Αμερικανικές Σπουδές από το William & Mary College στη Βιρτζίνια, καθώς και Μεταπτυχιακό Τίτλο σπουδών ΜΑ στη λογοτεχνία του δέκατου έβδομου αιώνα και Master of Divinity in Ancient Near Eastern Languages and Literature. Για δεκαπέντε χρόνια, δίδαξε λογοτεχνία στο William & Mary College.