1 · 2010. 11. 9. · Poetul si-a pus marile întrebari ale nasterii, evolutiei si mecanismului vietii, a naturii proceselor vitale. ... “nu este decât un complex de puteri de

- 1 -

Revista ,,Arborele Stiintei” –nr.10- martie 2008 -Liceul teoretic,,Mihail Sadoveanu”

- 2 -


Eminescu n-a pretins a fi un om de stiinta si nici n-a înteles sa fie o veriga în lantul elaborarii unor teorii stiintifice.

În manuscrisele eminesciene, stiintele vietii ocupa un spatiu larg. Poetul si-a pus marile întrebari ale nasterii, evolutiei si

mecanismului vietii, a naturii proceselor vitale. Admira fara limite ceea ce am putea numi “logica viului” si scrie: “Cine nu minte niciodata este natura” (Eminescu. Opera politica, ed. I. Cretu din 1941, vol. II, pag. 44). Studiaza viata albinelor mai ales viata lor “statala” (filosofeaza asupra ei în caietul 2258, f. 64) si traduce articole despre ele (ms. 2258, fila 64 si fila 268-270). Îl preocupa procesul de degenerare a unor forme de viata (ms. 2.58, f.18). Omul îi apare ca “o forma noua si superioara [...] a materiei existente” (ms. 2.264, fila 133), iar viata pe pamânt ca fiind întretinuta esentialmente de “însorire” sau “insolatiune, astfel ca organismele le considera - ce frumos spus - “gheme de lumina” (ms. 2267, fila 97 v.). Daca planta ofera animalului oxigen, iar animalul plantei bioxid de carbon, prin medierea atmosferei, aceasta arata ca aici nu exista “proprietate privata” - “planta e sclavul animalului si sclav de bunavoie, interesant e aceasta” (ms. 2257, f. 312). Un studiu prea putin remarcat, dar foarte valoros au publicat I. Georgescu-Vîste si Victor Sahleanu sub titlul M. Eminescu, stiintele vietii si problemele sanitare în vol. Momente din trecutul medicinii (1983) aparut sub îngrijirea dr. G. Bratescu. Ei considera de pilda ca modul în care Eminescu vorbeste despre “continua circulatiune” (ms. 2257, fila 300) a substantelor în natura premerge ideea moderna a ciclurilor carbonului, oxigenului etc. Iar observatia lui Eminescu ca “proprietatea de capetenie a vitalitatii, comuna tuturor corpilor organici, consta în perpetua schimbare a substratului lor material” (ms. 2267, f. 85), reprezinta, dupa cei doi autori “mai mult decât metabolism: stare dinamica a constituentilor, masurata abia dupa 1930-1940, cu ajutorul marcajului izotopic. Ea implica

însa situatia de sistem deschis a organismului, concept ce a facut epoca dupa 1940. “Idei de un deosebit interes anunta Eminescu si în ce priveste influenta psihicului asupra fizicului, a sexologiei, a predeterminarii sexului, a medicinei sociale etc.”

Exista idei eminesciene care sugereaza ceea ce astazi numim interdisciplinaritatea, atât de caracteristica etapei actuale a cunoasterii stiintifice.

Slavici relateaza, parca surprins, ca Eminescu considera ca zoologia, botanica, fiziologia

nu pot fi întelese decât corelate cu legile fizicii, ca în general poetul nu concepea studiul izolat al stiintelor. În caietul 2307, la fila 1, într-o nota scrisa într-un colt, parca ascunsa, într-o grafie miniaturala, citim: “Minunile naturii sînt ca si minunile matematicii”. Dupa ce filosofeaza asupra numarului si a unor operatii matematice, Eminescu continua: “Daca am putea urmari în natura jocul simplelor legi mechanice, atunci poate ca embrio ne-ar parea ca radacina din care apoi se nasc orice potente, prin multiplicare cu sine însusi.”. Sugestiile precibernetice apar în multe locuri. “Priveste omul ca o masina - cine-o tine?” citim în povestirea care a fost intitulata.Archaeus. Sau, în manuscrisul 2275 B, fila 11: “Un om nu este într-o miscare generala decât paranteza mecanica, o masina intercalata”. În ce priveste corpul omenesc, el “nu este decât un complex de puteri de reactie contra puterilor naturii’’ (ms. 2286, f. 54 verso). Organele sunt caracterizate prin metafore

- 3 -


“tehnomorf”: stomacul - masina de putere, muschii - masini de lucru (dar slugi ale creierului), creierul - masina galvanica a organismului, nervii - linii telegrafice animale, de fapt un întreg sistem de comanda, control si executie, analog celui mecanic. Statul îi apare ca “un fel de automat, care sa puie forma sa si modul sau de a fi afara de orice controversa” (ms. 2257, f. 217). Si în acelasi caiet, la fila 374: “Masina societatii consista, ca si aceea a corpului omenesc, din parti care functioneaza independent si totusi stau într-o consonanta deplina întruolalta”.

Când Eminescu vorbeste în “Timpul” din 2 septembrie 1878 “despre caracterul negativ al vietii, [aceasta] fiind o lupta împotriva mortii ca ceva pozitiv si statornic” întelegem ca e vorba de o intuitie a activitatii antientropice si nezentropice, a unor idei pe care azi le numim “cibernetic-informationale”.

Este în general putin cunoscut interesul pe care Eminescu îl purta problemei terminologiei stiintifice românesti (atât din perspectiva iubitorului limbii, cât si al stiintei), precum si stilului expunerii stiintifice. De cele mai multe ori îsi exprima exasperarea, ca, de pilda când scrie în “Timpul” din 6 mai 1880: “Daca deschidem ziare de stiinte naturale, de medicina, de ce-o fi, ne ia ochii lipsa de respect pentru limba, primirea de termeni straini fara trebuinta si numai de lene de a cauta echivalentul românesc. Am vazut o carte intitulata Despre cosmeticurile nuisibile sanatatii. Îsi poate închipui fiecare în ce stare e amenintata sa ajunga limba prin pretinsii oameni de stiinta”. Uneori, mai rar, îsi exprima multumirea, ca atunci când reproduce în “Curierul de Iasi”, nr. 71 din 25 iunie 1876 lucrarea de pionierat a inginerului si geologului Mihalic de Modocin din 1839-1842 Despre lucrarea minelor de metal; dupa ce-i lauda continutul, adauga: “Despre limba nu mai vorbim. Ea este mai buna decât limba tuturor jurnalelor politice de astazi.”. Dar ce exemplu da Eminescu, sacerdotul limbii? Stilul si limbajul stiintific al lui Eminescu este “academic”, “exceleaza prin precizie si justete”, observa acad. A. Avramescu în “Luceafarul” 12/1964. Uneori terminologia este, e drept, arhaica, la nivelul scrierilor epocii, alteori pentru “aceeasi notiune se folosesc doi termeni - de pilda “repejiune” si “celeritate” pentru viteza, dar, cum observa prof. L. Saveanu în “Tomis”, 8, aug. 1969 “rar gasim cuvinte improprii” în caietele fiziografice. Terminologia stiintifica a poetului - scrie L. Saveanu - îi da de gândit omului de stiinta “daca nu era mai bine sa fi fost încetatenit termenul conceput cu originalitate de Eminescu. Astfel poetul foloseste «torsiune» în loc de «rasucire», «disgregatie» în loc de «desagregare»,«punct de gravitatie» în loc de «centru de greutate», «insolatiune» în loc de «radiatie solara» etc. Dezvoltând legea lui Coulomb, Eminescu foloseste termenul «elasticitate de torsiune», caruia initial specialistii i-au preferat alti termeni, mai nepotriviti, dar care pâna la urma s-au impus. Si oare, ne întrebam si noi, nu era mai fericit, oricum mai frumos sa se fi încetatenit termenul “craiasa albinelor”, utilizat de Eminescu în ms. 2257, fila 268, decât “regina albinelor”, sau “coaja Pamântului” în loc de “scoarta Pamântului”. Cât despre stilul stiintific eminescian, ce stralucit exemplu de maiestrie pentru specialisti ca si pentru popularizatori, în caiete, ca si în publicistica. Spatiul ne îngaduie un singur exemplu, din ms. 2279, fila 25, privind efectele biologice ale însoririi: “În lemnul unui copac se regaseste energia razelor solare, care au fost întrebuintate în curs de mii de ani de zile pentru a-l forma [...]. În paturile de carbuni de pamânt, resturi modificate ale plantelor din stravechimi preistorice, posedam înmagazinata o economie considerabila de energie solara legata, care, repusa în libertate prin procesul arderii, încalzeste si lumineaza casele, ridica ciocanele, învârte fusele si misca locomotiva pe drumul de fier”.

Si cât umor în acest comentariu eminescian la o traducere despre viata albinelor (ms. 2257, f. 268): “Stupul e o manastire de calugarite fecioare în cari numai stareta are amanti si face copii”.

Era constient de adevarul si farmecul fara egal al slovei sale, caci pe un verso de pagina consemneaza un gând - propriu sau transcris pe care oricum îl simtea valabil pentru el, asa cum îl simtim cu totii (ms. 2254, f. 18 v.):

- 4 -


“Dumnezeul geniului m-a sorbit din popor, cum soarele soarbe un nour de aur din marea de amar”. Si pentru a încheia tot cu vorbele sale, fata de care ale noastre sunt atât de palide, sa reproducem îndemnul suprem ce ni-l adreseaza în manuscrisul 2268, fila 39:

“În fiecare om se-ncearca spiritul Universului, se opinteste din nou, rasare ca o noua roza din aceeasi apa, oarecum un nou asalt spre ceruri”.

Cel mai mic obiect Vârfurile sondelor de la microscoapele cu tunel de scanare (STM) au capătul alcătuit dintr-un singur atom – ultimele 3 straturi formează cea mai mică piramidă din lume construită de om, având 7, 3 şi 1 atom. În ianuarie 1990 oamenii de ştiinţă de la Centrul de Cercetări Almaden IBM, San Jose, California, SUA, au folosit u n STM p entru a mu ta şi repoziţion a atomi separaţi de xenon pe o suprafaţă de nichel, astfel încât aceştia să formeze iniţialele IBM. Alte laboratoare au folosit tehnici similare cu atomi ai altor elemente.

Cea mai rapidă centrifugă Cea mai mare viteză de rotaţie atinsă vreodată de o centrifugă este de 7250 km/h şi a fost realizată de o bară de fibre de carbon de 15,2 cm care se rotea în vid la Universitatea Birmingham, Mare Britanie, în 1975. Ultracentrifugele au fost inventate de chimistul suedez Theodor Svedberg, în 1923, şi sunt folosite pentru a separa amestecurile de substanţe organice. Pentru creşterea vitezei, frecarea este redusă prin susţinerea rotorului într-un câmp magnetic şi capsularea lui în vid.

Cea mai fină balanţă Microbalanţa Sartorius, modelul 4108, fabricată la Gottingen, Germania, poate cântări obiecte de până la 0,5 g cu o acurateţe de 0,01 µg, sau 1 X 10-8 g, echivalent cu puţin mai mult decât 1/60 din greutatea cernelii folosite pentru a tipării un punct pe această pagină.

Cea mai fină tăietură În iunie 1983 s-a raportat că microtomul rotativ cu diamant al microscopului electronic de la Laboratorul Naţional Lawrence Livermore din California, SUA, a tăiat pe lungime un fir de păr, de 3000 de ori.

Cele mai lungi eclipse Cea mai lungă eclipsă solară posibilă este de 7 min 31 s. Cea mai lungă eclipsă din vremea noastră a durat 7 min 8 s şi a avut loc la vest de Filipine în 1955, iar una ce va dura 7 min 29 s este aşteptată să aibă loc în mijlocul Atlanticului în 2186. Cea mai lungă eclipsă lunară posibilă este de 1 h 47 min – aceasta va fi vizibilă de pe coasta de vest a Americii de Nord în 16 iulie 2000.

Cel mai rapid semnal În 1996, o echipă de fizicieni de la universitate din Koln, Germania, a anunţat că a reuşit ceea ce teoria specială a relativităţii a lui Einstein considera că este imposibil – a trimis un semnal cu o viteză mai mare ca a luminii. Semnalul reprezenta o porţiune din a 40-a simfonie a lui Mozart, trimis pentru a confirma rezultatele unui experiment prealabil în care microundele erau împărţite în două, o parte fiind trimisă printr-un filtru special şi cealaltă prin aer. Amândouă ar fi trebuit să călătorească cu viteza luminii, însă s-a demonstrat că microundele trimise prin filtru călătoresc de 4,7 ori mai repede decât cele trimise prin aer.

- 5 -


Prima maşină cu efect de levitaţie asupra unei fiinţe vii Doctorul Andre Geim şi colegii săi de la Universitatea Nijmegen, Amsterdam, Olanda, au folosit un magnet superconductor pentru a ridica în aer o broască vie, experiment făcut în 1997, şi repetat cu peşti şi cosaşi.

Prima teleportare Interesul populaţiei pentru principiul teleportării a fost suscitat pentru prima oară în anii ’60 de serialul SF de televiziune Star Trek. Cercetătorii conduşi de Anton Zeilinger, de la universitate din Innsbruck, Austria, au teleportat un foton (o particulă de lumină). Proprietăţile fizice ale fotonului au fost transferate instantaneu unui alt foton, fără vreo legătură sau comunicare cu primul. Experimentul necesită 3 fotoni – originalul şi o pereche de fotoni “înlănţuiţi”, ale căror proprietăţi cuantice (sau spini) sunt complementare. Când se măsoară spinul fotonului original şi cel al unuia dintre ceilalţi doi, al treilea capătă acelaşi spin ca primul.

Bec Alimentat Cu Energie Electrică Transmisă Prin Aer Transmiterea eficientă a energiei prin aer este unul din visele omenirii: nu am mai avea nevoie de cabluri la care să conectăm mereu echipamentele electronice... Cercetatorii de

la MIT au făcut un progres remarcabil în această direcţie, reuşind să alimenteze fără cablu, prin aer, un bec de 60W, de la câţiva metri distanţă, şi asta cu o eficienţă de 40%! Cercetătorii au botezat noua metodă de transmisie a energiei electrice WiTricity (de la "Wireless Electricity" în engleză). Ei speră că astfel vom renunţa în viitor la cablurile electrice sau la baterii. În ambele cazuri, putem alimenta echipamentele electronice prin aer. În esenţă, noua metodă constă în trasmiterea energie de la o bobină la alta, prin intermediul inducţiei magnetice. Fiecare bobină formează un mic sistem oscilator, ales în aşa fel încât să nu disipeze în mod normal energie în spaţiu. Cu toate acestea, când cele două bobine rezonatoare sunt în apropiere, ele pot transmite energie de la una la alta, atâta timp cât distanţa dintre ele nu este mai mare decât lungimea de undă a radiaţiei. Explicatii:Un curent electric ce trece printr-un inel metalic (o bobină) produce un câmp magnetic. În imaginea de mai jos (stânga) sensul curentului este indicat de săgeţile roz, iar forma câmpului magnetic generat este indicată de liniile verde-albăstrui. Să remarcăm că forma liniilor de câmp magnetic este foarte asemănătoare cu cea a unui magnet, şi că acest inel are două capete tăiate. Prin aceste capete se alimentează inelul cu curent electric pentru a produce câmpul magnetic. Dacă curentul electric introdus în inel va fi oscilatoriu, tot aşa va fi şi câmpul magnetic generat. Să aducem apoi un alt inel metalic în apropierea primului inel care generează câmp magnetic oscilatoriu. Vom obţine ceva ca în Figura de mai sus din stânga. Acum, datorită legii inducţiei electromagnetice, fluxul magnetic ce străbate al doilea inel va genera o tensiune electrică oscilatorie de-a lungul acestuia, care va pune electronii în mişcare şi va genera curent electric oscilatoriu. Este evident că prin această metodă se poate transmite energie electrică de la primul inel (bobina emiţătoare) la cel de-al doilea inel

- 6 -


(bobina receptoare.Această metodă de transmisie a fost încercată şi de Tesla în anii 1920, pentru a transmite energia la distanţă. Cu toate acestea, el nu a reuşit în experimentele sale să trasmită energie la distanţe mari, şi e văzut uşor de ce: densitatea liniilor de câmp receptate de al doilea inel scade odată cu creşterea distanţei dintre inele, cu alte cuvinte câmpul magnetic receptat de al doilea inel va fi din ce în ce mai mic.

Există însă şi o altă problemă mai puţin evidentă. Aceasta are de-a face cu construcţia ne-rezonantă a sistemului, care face „greoaie” transmiterea de energie. Să luăm exemplul primului inel. Aici energia este introdusă în inel sub forma curentului electric oscilatoriu generat, iar pierderile de energie au loc datorită rezistenţei electrice finite a inelului metalic. Frecvenţa acestei oscilaţii poate lua orice valoare. Situaţia este asemanatoare cu cea în care vrem să tragem înainte şi înapoi un copil pe san ie: este g reoi. Mai eficient şi mai uşor este să punem copilul în leagăn şi să împingem leagănul în tandem cu oscilaţia naturală a acestuia (oare a încercat cineva vreodată o alta frecvenţă?). Intrând în

rezonanţă cu frecvenţa naturală de oscilaţie a leagănului, putem să dăm copilul în leagăn împingând chiar şi cu un singur deget... Grupul de la MIT a decis să optimizeze felul în care energia este adusă în prima bobină şi să creeze un sistem rezonant dintr-o bobină şi un condensator. În acest sistem rezonant, condensatorul se descarcă pe bobină, creând un curent electric, iar bobina generează tensiune electrică datorită variaţiei de curent, încărcând la loc condensatorul. Pentru a menţine această oscilaţie, tot ce avem de făcut este să "pompăm" câte puţină energie electrică la frecvenţa de rezonanţă a circuitului. Ele au insa o problemă fundamentală pentru transmisia de energie: emit radiaţie electromagnetică, şi deci îşi disipă repede energia în aer! Pentru radiouri nu ne pasă prea mult, căci noi nu vrem să captăm energie, ci informaţie, şi ne permitem să aruncăm sute de waţi pentru a recepta câţiva miliwaţi . În cazul transmisiei de energie nu vrem însă să disipăm energia aiurea în spaţiu! O soluţie studiată deja teoretic de cei de la MIT pentru a rezolva această problemă a fost construirea unui inel rezonator, care să disipe cât mai puţină energie în aer. Soluţia investigată presupune integrarea condensatorului exact în inelul metalic ce formează bobina. În lucrarea menţionată mai devreme, cercetătorii de la MIT prezintă cum au optimizat parametrii pentru ca rezonatorul să aibă pierderi de energie cât mai mici şi să emită cât mai puţină energie în spaţiu. Într-o primă fază, parametrii au fost aleşi în aşa fel încât lungimea de undă a radiaţiei care se formează oricum să fie mult mai mare decât dimensiunea bobinei. Apoi ei au ajustat capacitatea condensatorului, căci ea dă frecvenţa de oscilaţie a rezonatorului. Dacă acest condensator are o capacitate mică, atunci creşte frecvenţa de oscilaţie, scade lungimea de undă şi rezonatorul disipează energie în toate direcţiile de spaţiu (ceea ce nu ne dorim). Dacă în schimb condensatorul are o capacitate mare, atunci scade frecvenţa de oscilaţie, conducând la pierderi rezistive în bobina de cupru (ceea ce iarăşi nu ne dorim). După cum se vede, există un optimum, iar pentru acest optim rezonatorul disipează

- 7 -


foarte puţină energie. Câmpul magnetic generat de acest rezonator poate fi văzut în Figura de mai jos (partea din stânga) . În experimentele prezentate recent, cercetătorii de la MIT au construit două bobine rezonante

(cu o frecvenţă optimală de 10MHz), una emiţătoare şi alta receptoare, după un sistem asemănător consideraţiilor teoretice. Apoi au aşezat bobina receptoare la o depărtare de câţiva metri de bobina emiţătoare. Disţanta dintre bobine este însa mai mică decât lungimea de undă a radiaţiei generate în mod normal de oscilator. Aceasta pentru a rămâne în aşa-numita „zonă evanescenta” a câmpului electromagnetic, unde receptarea de energie este eficientă. În figura de

mai sus (dreapta) se vede schema propunerii teoretice precedente, cu intensitatea câmpurilor magnetice reprezentată cu roşu. În final, cercetătorii au pus un bec de 60W în serie cu cea de-a doua bobină rezonantă, pentru a-l alimenta cu energie de la prima bobină rezonantă, energie primită prin aer datorită legilor inducţiei magnetice despre care am vorbit. Mai jos prezentăm şi fotografia cu experimentul original, în care se văd becul şi cele două bobine utilizate.

În urma experimentului, cercetătorii au reuşit să aprindă de la distanţa de 1m becul de 60W. Au aşezat chiar şi panouri intermediare între cele două bobine pentru a arăta cum câmpul magnetic penetrează acei pereţi. Eficienţa raportată de ei este de 40%. Restul de 60% de energie se pierde fie în radiaţie, fie în rezistenţa electrică finită a bobinelor de cupru. Aplicaţiile acestor rezultate sunt nenumarate. Totuşi se aşteaptă ca într-o primă instanţă să apară

astfel „Staţii de încărcare” WiTricity în fiecare casă. Odată veniţi acasă nu trebuie decât să aşezăm telefonul mobil sau laptopul în apropierea unei astfel de staţii, şi ele se vor încărca automat, prin aer. Desigur că în acest caz mărimea câmpului magnetic poate fi o problemă, pentru că ea poate dăuna corpului uman. Pe de altă parte, folosirea câmpului magnetic este o alegere bună faţă de câmpul electric, pentru că el este mult mai puţin nociv pentru organismul uman.

Copiind structura cochiliilor de scoici, cercetatorii de la Universitatea din Michigan au reusit sa construiasca un plastic care este tot atat de dur ca si otelul, dar mai usor si transparent. Acesta este facut din straturi subţiri de nanomateriale (ca de exemplu nanotuburi), lipite impreuna de un polimer solubil in apa. Profesorul Nicholas Kotov, inventatorul lui, l-a denumit aproape "oţel de plastic". Metoda ,copiată din construcţii, pune împreună practic straturi de macromolecule după straturi de macromolecule,lipite intre ele cu o soluţie specială de polimeri, care

- 8 -


acţioneaza ca un fel de lipici.Procesul are loc in etape successive, astfel ca straturile succesive de macromolecule să formeze legături speciale de hidrogen, care au condus la aşa-numitul efect Velcro. În acest efect, legăturile de hidrogen, odată rupte, se refac rapid la loc. Prezenţa efectului Velcro este unul din motivele pentru care materialul este aşa de puternic. O altă cauză este aranjamentul special al straturilor de macromolecule, care sunt puse într-o succesiune alternativă (ca cea de la construcţia de cărămizi). Regenerarea dintilor pierduti Pierderea danturii în timp este un lucru cunoscut atât în cazul îmbătrânirii cât şi în cel al contactelor dure precum cele dintre jucătorii de hochei de exemplu. De acum însă dantura ar putea fi recuperată, integral sau parţial, datorită unor studii ale unor profesori americani care au creat o tehnologie cu ajutorul căreia dinţii ar putea fi crescuţi din nou. Folosind un puls de intensitate scăzută cu ultrasunete (LIPUS) , Dr. Tarak El-Bialy şi Dr. Ying Tsui, ambii profesori de la Universitatea Alberta, au pus bazele unui sistem miniaturizat pe chip care oferă o metodă non-invazivă de a stimula creşterea şi vindecarea dinţilor. Acest dispozitiv ar putea avea un impact pozitiv asupra sănătăţii oamenilor atunci când se va ajunge la comercializarea lui. Dispozitivul este fără fir şi atât de mic încât încape în gura pacientului. El se poate monta pe un aparat dentar sau chiar pe o coroană din plastic care poate fi scoasă şi introdusă mai apoi foarte uşor. Dispozitivul dispune şi de un senzor care asigură faptul că undele emise de ultrasunete ajung la rădăcina dintelui şi, chiar dacă aceasta este distrusă acum se poate recupera, făcând astfel ca pacientul să aibă propriul său dintre în locul unui obiect străin. Proiectul care a dus la realizarea acestui dispozitiv este rezultatul unei munci cu adevărat interdisciplinare. Dr. El-Bialy împreună cu Dr. Chen de la Institutul de Nanotehnologie al Statelor Unite au avut o întrunire în cadrul Universităţii din Alberta unde s-au pus bazele primelor dispozitive la scară nano care să poată încăpea in gura unui pacient, iar împreuna cu Dr. Tsui, care avea o vastă experienţă în crearea aplicaţiilor pentru biotehnologie au dezvoltat ideea într-un prototip. Primele experimente au fost realizate pe iepuri, pentru că, după cum se ştie acestor mamifere le cresc dinţii foarte rapid. Mai apoi s-au realizat şi testări pe oameni şi s-au descoperit rezultate similare, iar experimentele ulterioare au arătat şi faptul că ultrasunetele pot îmbunătăţii creşterea maxilarului pe cazuri de microsomie hemifacială, o boală în care jumătate din maxilarul sau faţa unui copil se dezvoltă mai puţin decât cealaltă jumătate, normală. Până acum, în astfel de cazuri era nevoie de intervenţii chirurgicale extinse pentru a putea îmbunăţii aspectul facial.

Un român a creat simulari ştiinţifice ale impactului coliziunilor din 9/11 Astă zi există multe teorii „ subtera ne” care susţin că prăbuşirea turnurilor WTC (în urma atacurilor teroriste din 11 septembrie 2001) nu ar fi putut avea loc numai datorită impactului, pentru că cele două clădiri erau foarte rezistente. Recent, românul Voicu

Popescu (în prezent profesor asistent la Universitatea Purdue din Satele Unite) a efectuat simulari foarte precise ale impactului.

- 9 -


Concluzia lui este clară: într-o primă instanţă, impactul a distrus protecţiile termice ale coloanelor de rezistenţă, apoi căldura degajată a topit aceste coloane făcute din oţel, determinând prăbuşirea clădirii. După celebrele atacuri din 11 septembire 2001, când două avioane au lovit turnurile World Trade Center din New York, determinând prăbuşirea acestora au apărut multe speculaţii referitoare la prezenţa unui „plan ascuns”, în care cineva ar fi plasat bombe în cele două tu rnu ri WTC şi le-ar fi detonat la momentul oportun. Toate aceste speculaţii porneau de la asumpţia că structura de oţel a clădirilor era foarte rezistentă şi nu putea ceda la impactul avioanelor. Recent, un grup de cercetători de la Universitatea Purdue din Statele Unite a abordat această problemă în mod ştiinţific şi a construit un program software care simulează în detalii tehnice cât mai precise filmul impactului. Simularea software a luat 80 de ore ca să ruleze pe unul din cele mai performante computere din lume. Ea foloseşte metoda elementelor finite, în care structura spaţiului este împărţită în sute de mii de mici cubuleţe, fiecare conţinând caracteristici fizice reale ale obiectelor simulate. Rezultatele acestei simulări se pot vedea pe YouTube, sau pe situl dr. Voicu Popescu. Un rol crucial în acest proiect l-a jucat dr. Voicu Popescu, un absolvent al Universităţii din Cluj şi în prezent profesor asistent la Universitatea Purdue. Pentru a face vizibile rezultatele simulărilor software, dr. Voicu Popescu a dezvoltat o aplicaţie specifică ce transferă rezultatele numerice ale simulării în imagini 3D animate. „Această aplicaţie specifică poate fi folosită şi în alte cazuri,” spune dr. Voicu Popescu. Simularea s-a vrut cât se poate de ştiinţifică, pentru a fi folosită în viitor de inginerii care proiectează astfel de clădiri şi a le face mai rezistente. Ea nu include elemente spectaculoase, ca ferestre zburând prin aer, sau emblema avionului, pentru a nu fi exploatate în viitor în mod nedorit. Cu toate acestea, simulararea este foarte realistă şi depăşeşte cu mult simulările pe care le vedem noi în filmele de la televizor. Simularea concluzionează că cea mai mare parte a distrugerii iniţiale a fost provocată de cele 30 de tone de combustibil. Tocmai această greutate, sau mai bine spus energia cinetica înmagazinată în ea, a „măturat” structura întâlnită în cale. Calculele din simulaţii au fost în prealabil calibrate după experimente reale ale impactului unei mase de lichid într-o structură solidă. „Avionul a trecut prin clădire ca o lavă fierbinte,” mai adaugă un alt colaborator. În consecinţă, izolaţia care trebuia să reziste la incendiu a fost mai întâi distrusă de puterea impactului, un efect care nu apare în mod normal la un incendiu obişnuit. Odată ce izolaţia a fost îndepărtată, focul a topit cu mare uşurinţă structura de oţel care forma coloana de rezistenţă. „Chiar şi un incendiu obişnuit ar fi slăbit structura de oţel odată neprotejată,” mai adaugă cercetătorii de la Purdue. Nu e atunci de mirare că focul rezultat în urma arderii combustibilului a topit această structură de rezistenţă. De fapt, această succesiune de factori (sfâşierea stratului izolator şi topirea stâlpilor de rezistenţă) ar fi condus la prăbuşirea clădirii chiar dacă ea ar fi avut mai mulţi stâlpi de rezistenţă. Aceasta este desigur o lecţie ce trebuie luată în consideraţie la construcţia altor clădiri. Distrugerea faţadei clădirii rezultată din simulare a fost asemănătoare celei observate în realitate, confirmând valabilitatea simulărilor numerice. Scopul principal al acestei cercetări a fost obţinerea de informaţii care pot conduce la construcţia unor clădiri rezistente la atacurile teroriste. În plus însă, ele pot fi folosite şi în alte scenarii, ca avioane căzând din greşeală pe clădiri din apropierea aeroportului

Neuronii din sistemul nostru nervos care au suferit leziuni nu se mai pot regenera de la sine. O cauză precisă care să explice acest fapt nu există încă, presupunându-se

http://www.youtube.com/watch?v=cddIgb1nGJ8�

http://www.cs.purdue.edu/homes/popescu/�

- 10 -


doar că neuronii adulţi din sistemul nervos nu sunt capabili de o regenerare rapidă, în timp ce anumite celule pot crea un mediu inhibitor pentru ca aceştia să nu se poată reface după leziune. Putem oare să depăşim aceste limite ale sistemului nostru nervos printr-o metodă artificială care să regenereze aceste celule chiar mai înainte de a le înţelege în întregime la nivel molecular. In cadrul conferinţei internaţionale NanoTech 2007, două echipe de cercetători au oferit metode diferite pentru sporirea eficienţei regenerării celulelor nervoase folosind nanotehnologia. Prima metodă, elaborată de o echipă a Universităţii din Miami, prezintă modul prin care se pot folosi nanoparticule magnetice pentru a produce o tensiune mecanică ce stimulează creşterea şi elongaţia axonilor neuronilor sistemului nervos. Folosirea nanoparticulelor şi a câmpurilor magnetice în procesul de regenerare a celulelor nervoase este eficientă atunci când se folosesc ţesuturi din nervul optic şi măduva spinării — ca în modelul în vivo sau când se folosesc neuroni ganglionari — ca în modelul in vitro. Deşi este încă la început, acest studiu ar putea avea curând implicaţii importante în tratamentul de vindecare a leziunilor măduvei spinării, la ora actuală încercând să se investigheze modul în care nanoparticulele pot fi încorporate în neuronii şi axonii de la locul leziunii. Cea de-a doua metodă a fost prezentată de echipa Universităţii Berkeley din California şi foloseşte nanofibre care conţin unul sau mai mulţi factori de creştere şi care aprovizionează cu o matrice bioactivă locul unde celulele nervoase pot creşte. Metoda se axează în special pe leziunile periferice ale nervilor care se ştIe că pot provoca pierderi ale funcţiilor senzoriale şi motoare ale corpului din cauza funcţionării acestor nervi ca „relee” pentru semnalele transmise între creier şi restul corpului. Nervul afectat se poate astfel regenera, prin creşterea fibrelor nervoase care sfârşesc în apropierea măduvei spinării deasupra leziunii, făcând legătura cu un alt segment de nerv, care lăsat netratat poate duce în final la paralizie totală. Totuşi, o formă de tratament care a avut succes este înlocuirea unui segment din nervul afectat cu un altul sănătos dintr-o altă parte a corpului, cu toate că această procedură este deosebit de dificilă şi prezintă implicaţii majore precum pierderea funcţiei respectivului nerv donor. De aceea cele mai multe operaţii sunt imposibil de realizat datorită dificultăţii găsirii unui nerv potrivit pentru a putea fi folosit drept grefă.Însă cercetătorii din California au pus la punct o tehnologie care serveşte drept alternativă pentru confecţionarea grefelor. Materialul din care sunt compuse aceste grefe este format în întregime din fibre polimetrice aliniate la nanoscală, făcând ca acestea să acţioneze ca nişte ghizi în regenerarea ţesutului nervos.Tehnologia a fost deja testată pe şoareci şi s-a dovedit eficientă, fibrele nervoase extinzându-se in mod organizat la numai 5 zile de la alinierea nanofibrelor bioactive cu aproape 4 mm! Pentru a putea face viabilă această tehnologie şi din punct de vedere clinic, cercetătorii au realizat şi un nou model de grefă în laborator, printr-o metodă denumită centrifugare electrică, bazată pe metoda clasică prin care se utilizează un câmp electric pentru a centrifuga fibre foarte subţiri. Succesul acestei tehnologii de regenerare a nervilor este viteza cu care se realizează acest proces, însă nu se ştie deocamdată care ar putea fi consecinţele şi reacţiile secundare care ar putea apărea la punerea în aplicare a acestei metode de regenerare a celulelor nervoase la om.

O echipă de cercetare de la A. James Clark School of Engineering din Maryland, compusă din Profesor Christopher Davis, Dr. Igor Smolyaninov şi Drd. Yu-Ju Hung, a folosit tehnologia plasmonilor pentru a crea prima mantie de invizibilitate în spectrul vizibil din lume.

- 11 -


Foto Stanga: Imagine AFM a modelul bidimensional de inele concentrice. Dreapta: Reprezentare grafică a câmpului plasmonic împrăştiat în jurul zonei centrale a mantiei

O echipă de cercetare de la A. James Clark School of Engineering din Maryland, compusă din Profesor Christopher Davis, Dr. Igor Smolyaninov şi Drd. Yu-Ju Hung, a folosit tehnologia plasmonilor pentru a crea prima mantie de invizibilitate în spectrul vizibil din lume. Oamenii de ştiinţă au aplicat aceeasi tehnologie şi pentru a crea un microscop cu o superlentilă revoluţionară cu ajutorul căruia se pot vedea detalii la scară nanometrică, imposibil de văzut cu microscoapele optice convenţionale. In general vorbind, când vedem un obiect, de fapt vedem lumina din spectrul vizibil care este reflectată de obiectul respectiv. Mantia de invizibilitate a echipei din Maryland refractă lumina incidentă în aşa fel încât lumina ocoleşte mantia, fără să fie reflectată, făcând-o astfel "invizibilă". Dispozitivul mantiei de invizibilitate este un sistem bidimensional de inele concentrice (vezi Foto) create într-un strat subţire şi transparent de plastic acrilic (PMMA), depus pe un substrat de aur. Plasticul şi aurul fiecare au proprietăţi refractare diferite. Plasticul structurat pe aur crează efecte "refractare negative" în diferite zone, care "îndoaie" plasmonii - unde electronice generate când lumina loveşte o suprafaţă metalică în anumite condiţii - în jurul regiunii dispozitivului. Această manipulare face ca plasmonii să apară ca şi cum s-ar fi mişcat în linie dreaptă. In realitate ei au fost ghidaţi pe lângă mantie - într-un mod similar cu apa dintr-un râu curgând pe lângă o piatră - ascunzând astfel mantia şi obiectul dinăuntrul ei de lumină vizibilă. Invizibilitatea creată de acest fenomen nu e absolut perfectă din cauza pierderilor de

energie din filmul de aur. Echipa de cercetători a obţinut această invizibilitate în condiţii foarte speciale. Mantia are doar 10 microni în diametru; (comparativ, un fir de păr uman are intre 50 şi 100 de microni diametru) . De asemenea mantia foloseşte un interval limitat din spectrul vizibil - dispozitivul este iluminat sub un unghi cu un laser operând pe lungimea de undă de 532 nm- şi poate "acoperi" numai o zonă bidimensională. Este o provocare serioasă extinderea la folosirea tridimensională a mantiei, deoarece oamenii de ştiinţă ar trebui să controleze undele luminoase atât magnetic cât şi electric, pentru a conduce lumina pe lângă obiectul ascuns.

Această tehnologie e posibil să fie aplicabilă pentru început numai pentru obiecte mici şi cu forme specifice.

Sindromul bolii de cladire Apare atunci când un număr mare de persoane se plâng de o stare proastă a sănătăţii, persoane care trăiesc sau lucrează într-o anumită clădire. Cel mai mare interes pentru acest domeniu a fost

http://www.stiinta.info/�










- 12 -


generat de problemele constatate la clădirile în care existau birouri, deşi acest fenomen este mult mai amplu şi implică şi alte cauze. Organizatia Mondială a Sănătătii defineşte sindromul „bolii de clădire” ca fiind „un sindrom al cauzelor privind sentimente nespecifice, ale unei stări maladive, a căror instalare este asociată cu ocuparea anumitor clădiri”. O civilizatie cu... dus-intors Uneori, se consideră că acest sindrom este cauzat de ventilaţia şi încălzirea necorespunzătoare, de contaminarea chimică datorată aparatelor de copiat, substanţelor folosite pentru curăţire, materialelor de construcţie sintetice, iluminatului fluorescent (neonul), mucegaiurilor şi bacteriilor. Astfel, clădirea poate provoca îmbolnăvire sau duce la apariţia unor stări de disconfort. Simptomele cele mai cunoscute în această situaţie sunt: oboseala, migrena, lipsa de energie, stări de confuzie şi stări specifice gripei, afecţiuni ale ochilor, ale căilor respiratorii – cu uscarea mucoaselor –, erupţii ale pielii, ameţeală, vomă. In această situaţie, personalul lipseşte des, este schimbat la fel de des, eficienţa este redusă, iar moralul scăzut. Cauza principală a acestui sindrom este dezvoltarea tehnologiei, care a dus, în cazul clădirilor, la închiderea lor perfectă prin sistemul de securitate şi de aer condiţionat. Chiar şi în cazul unor condiţii foarte bune de lucru este imposibil să se stabileasca niveluri care să fie acceptabile tuturor, în ceea ce priveşte iluminatul, temperatura şi umiditatea. Fiecare fiinţă umană este unică în Univers şi de aceea fiecare organism are altă percepţie, dar şi alte nevoi, de la mediul înconjurător. Există o interacţiune a factorilor – temperatură, umiditate, ventilarea aerului. In ceea ce priveşte materialele de construcţie naturale, acestea au fost înlocuite cu materiale sintetice. Unele dintre ele eliberează gaze, despre care se ştie că în cantităţi mari sunt toxice. Substanţele chimice folosite în construcţii (în lacuri, în vopsele etc.) sunt – destul de multe – cunoscute ca agenţi cancerigeni. De exemplu, aldehida formică se găseşte în adezivi, în anumite materiale plastice, în tapiţeria din materialele sintetice spongioase şi este extrem de toxică. Multe persoane manifestă reacţii alergice la această substanţă, chiar şi atunci când expunerea lor este foarte redusă, fată de de nivelurile considerate toxice de către specialişti. Benzenul există în materiale plastice, în soluţii de curăţat. Hidrocarburile se găsesc în lacurile pentru parchet, mobilă, în materialele sintetice, în vopsele şi în gazele de eşapament ale maşinilor. Substanţele naturale pot şi fi ele nocive. Acolo unde sistemele de încălzire şi ventilaţie sunt prost întreţinute, are loc proliferarea bacteriilor şi a mucegaiurilor. Expunerea zilnică, timp îndelungat, la o concentraţie ridicată de spori ai mucegaiurilor vehiculaţi de aer, poate provoca probleme respiratorii şi o stare generală proastă. Acestea sunt doar o parte din problemele pe care natura ni le creează, pentru a ne aminti că noi facem parte din ea, iar ea face parte din viaţa noastră, natura – pe care o ignorăm şi uneori o distrugem, ne batem joc de ea, uitând că este creatie divină. Auto-vindecarea ,,Nimic nu-i mai de preţ ca sănătatea, dar din păcate mulţi nu o preţuiesc decât după ce o pierd”,spune o veche butadă. Dorinţa pare acum utopică, dar, ne asigură geneticienii, va fi perfect realizabilă, chiar în cursul acestui secol.

- 13 -


Experţii în terapia genică au anunţat descoperirea unei modalităţi prin care celulele defecte sunt "convinse" să se repare singure. Spre deosebire de tentativele făcute până acum, care vizau înlocuirea genelor afectate, noua metodă are în vedere punerea în valoare a propriilor mecanisme de corecţie ale celulelor.

Oamenii de ştiinţă germani au prezentat, în cadrul conferinţei anuale a Societăţii Europene de Genetică Umană, desfaşurată la Amsterdam, un medicament ce poate influenţa felul în care se comportă o genă, în organismul pacienţilor cu starea de sănătate deteriorată. Astfel, s-a dovedit că este posibilă stimularea unei gene "înrudite" cu cea defectă, pentru reducerea simptomelor anumitor boli. Cercetările au fost focalizate pe atrofia spinală musculară, o maladie ereditară relativ frecventă şi una dintre principalele cauze ale mortalităţii infantile, afectând 1 din 6000 de nou-născuţi. Boala, provocată de degenerarea neuronilor motori

din cordul spinal, determină slăbirea şi atrofierea muschilor de la picioare, mâini si trunchi. La pacienţii cu atrofie musculară, gena care produce neuroni motorii lipseste, dar ei au în schimb "cópii" ale acesteia, insuficiente însă pentru a preveni manifestările bolii. Specialiştii de la Institutul de Genetică al Universităţii din Köln au descoperit că medicamentul numit Valproate (deja folosit în tratarea epilepsiei) poate creşte nivelul proteinei ce formează neuroni motori, de până la patru ori! Experimentele efectuate asupra unor pacienţi cu atrofie musculară au arătat o vizibilă îmbunătăţire a stării lor de sănătate, celulele nervoase fiind stimulate să se "repare", prin intermediul revoluţionarei terapii genice.Acest proiect demonstrează că e posibil să influenţăm comportamentul genelor, recurgând la medicamente. Metoda descoperită va spori calitatea vieţii pentru bolnavii cu atrofie musculară . Studenti care copiaza prin telepatie! In timpul „războiului rece” dintre americani şi sovietici, studiul capacităţilor extrasenzoriale s-a bucurat de atenţia ambelor tabere, fiind investigate în special modalitatea de a „vedea” evenimente desfăşurate la mii de kilometri depărtare, în fieful inamicului, cât şi comunicarea interumană prin intermediul gândului. Astazi, serviciile speciale par să-şi fi pierdut interesul faţă de capacităţile Psi. Dar în multe laboratoare ştiinţifice şi instituţii de învăţământ, asemenea practici sunt cercetate cu minuţiozitate. Cursuri de parapsihologie aplicata Profesorul de psihologie George Knapp de la o facultate de psihologie din statul american Wisconsin a avut iniţiativa demarării unui proiect inedit care presupunea introducerea unui curs facultativ de dezvoltare a capacităţilor telepatice . S-a remarcat că însuşirile telepatice sunt mult mai dezvoltate la persoanele tinere şi care au legături emoţionale una fată de cealaltă. Comunicarea telepatică este pentru George Knapp o certitudine, iar studiul pe care l-a efectuat dovedeşte că unele persoane sunt pur şi simpu conectate una la raţiunea celeilalte. Relaţia emiţător-receptor funcţionează, în cazul lor, cu o precizie uimitoare, în aproape 80% dintre situaţiile date studenţi aflaţi într-o sală de curs fiind capabili să reproducă, prin intermediul unor desene, gândurile altor studenţi.

- 14 -


Dacă, de exemplu, unul dintre emiţători se gândea la cuvântul peşte, receptorul desena o mare plină cu peşti. Iniţial, la cursul de dezvoltare a capacităţilor telepatice au participat doar câţiva studenţi, dar, după obţinerea acelor rezultate deosebite, toate grupele vin acum la sală, când se vorbeşte despre telepatie. Au fost şi studenţi care au recunoscut că au reuşit să copieze la examene comunicând telepatic cu colegi de-ai lor, care le-au rezolvat, aflaţi la mare distanţă, subiectele. CDB-4022, PASTILA ANTICONCEPTIONALA PENTRU BARBATI Cercetătorii americani de la Universitatea Sheffield lucrează la o pastilă anticoncepţională pentru bărbaţi care nu le va afecta viaţa sexuală. Pastila nu va avea nici un fel de efect pe termen lung asupra fertilităţii bărbaţilor. Metoda va ajuta cuplurile la împărţirea responsabilităţii în ceea ce priveşte contraceptivele, lucru care până acum cădea exclusiv pe umerii femeilor. Până acum, medicamentul numit CDB-4022 a fost testat doar pe animale dar în curând vor începe şi experimentele pe oameni. Cercetările finanţate de guvernul american au demonstrat că medicamentul blochează rapid producţia de spermă.

Aceasta pastilă este una din mai multele încercări de a realiza contraceptive pentru bărbaţi. Companiile farmaceutice încearcă astfel să obţină o parte din cele 21 de miliarde de lire sterline pe care le cheltuiesc anual femeile pe pilule contraceptive.

Prima ploaie artificială a fost provocată la Bucuresti, în 1931, de cercetătoarea

Stefania Mărăcineanu, cu ajutorul unor substanţe radioactive. Datorită rezultatelor obţinute, Stefania Mărăcineanu a primit sprijin din partea guvernului francez şi a repetat aceste experienţe în 1934, în Algeria. Cercetările in domeniu au continuat după al doilea război mondial, când, în 1946, inginerul american Vincent J. Shaefer a făcut o experienţă pe muntele Washington.

Cuptorul cu microunde este folosit de toată lumea drept un mijloc comod de a găti, încălzi sau dezgheţa alimentele. Microundele sunt o formă de energie electromagnetică, generată electronic. Atunci când aceste unde penetrează alimentele, ele produc o rotaţie internă a moleculelor de apă din interiorul alimentului procesat. Această rotaţie determină o frecare între molecule, iar rezultatul este cresterea rapidă a temperaturii.

- 15 -


Magnetronul, un tub capabil să producă microunde, a fost inventat de doi britanici, în timpul celui de-al doilea război mondial. Primul cuptor cu microunde a fost inventat în 1947. Iniţial era utilizat doar de restaurante şi de liniile aeriene, cuptorul cu microunde a intrat pe piaţa de larg consum în 1967.

Dacă te gândeşti tot timpul la cum vei face testele la matematică ai o şansă foarte mare să ai rezultate slabe şi să nu dai randament la capacitate maximă!- cel puţin aşa arată noi studii de cercetare! Anxietatea faţă de matematică - frica faţa de calcule - pot limita capacităţile creierului de a procesa calcule dificile - afirma Mark Ashcroft - psiholog la Universitatea din Nevada si cerecetător al acestui tip de "afecţiune". Se pare că anxietatea faţă de matematică ocupă memoria disponibilă calculelor pe care le poate face o persoană. Ashcroft a observat de-a lungul timpului că: operaţiile matematice simple precum adunarea sau scăderea folosesc doar un sfert din memoria unei persoane, însă calculele mai grele necesită folosirea unei părţi semnificative din memoria disponibilă. Stresul continuu vis a vis de calculele matematice ocupă o mare parte din memoria curentă a unei persoane, cu atât mai mult cu cât persoana în cauză depinde într-un fel de rezultatul acelor calcule. Anxietatea la examene poate produce adevărate dezastre. Persoanele examinate încep să se agite şi să caute soluţii nebănuite la calcule nu foarte complicate! Deşi simulările pot ajuta elevii să treacă peste această anxietate acestea sunt limitate şi de cele mai multe ori nefolosite!

Cercetătorii de la Delft University of Tehnology au reuşit să calculeze cu doi biţi cuantici, părţile de bază ale unui posibil viitor computer cuantic. Pentru prima oară a fost realizată operaţia “Nu-controlat”, acest pas făcând posibil orice calcul cuantic. Computerele cuantice au proprietăţi superioare comparativ cu cele folosite în prezent. Dacă vor fi construite, ele vor fi capabile să rezolve probleme mult peste capacitatile computerelor normale. Un computer cuantic este bazat pe proprietăţile extraordinare ale sistemelor cuantice. În acestea un bit cuantic, cunoscut şi sub numele de qubit, există în două stări în acelaşi timp iar informaţia a doi qubiţi este înmagazinată în aşa fel încât nu are echivalent în lumea obişnuită.Oamenii de ştiinţă de la Delft studiază în prezent două tipuri de qubiţi: unul

- 16 -


foloseşte inele superconductoare foarte mici, iar celălalt- aşa numitele “puncte cuantice” sau “atomi artificiali”. Acum, pentru prima dată a fost realizat un calcul “NU-controlat” cu doi qubiţi folosind inele superconductoare. Acest pas e important pentru că face posibil orice calcul cuantic.Acest rezultat a fost realizat de doctorandul Jelle Plantenberg în echipa condusă de Kees Harmans şi Hans Mooij.

Cercetătorii de la Colegiul Imperial din Londra pun la punct un robot chirurgical flexibil, numit I-Snake, despre care spun că va revoluţiona chirurgia. Robotul, care este dotat cu un tub lung, senzori si motoare speciale, are potenţialul să permita operaţii complexe pe inimă, fără a mai fi nevoie de incizii mari. Datorita noului robot, care ar putea ajunge in spitale in cinci ani, operaţiile vor fi mai ieftine, iar timpul de recuperare după ele va fi mult mai scurt.

GLOBALIZARE Acolo unde razele solare Nu au putut nicicând să penetreze, După o foarte-adâncă cercetare, Ştiinţa, a venit să demonstreze C-acea durere, ce ades apare La cei mărunţi, de jos, şi stewardeze, Nu e, cum ştim cu toţi, din nepăsare, Ci e creată cum scrie în teze,

De-un fenomen, numit, globalizare ; Da' s-a descoperit ceva mai tare

Cu aparatele-alea taiwaneze Ce-au depistat că-n mare este sare Şi fără păr n-ar fi nici coafeze : În locul unde razele solare, Chiar de-ar putea, cumva, să penetreze, Pe cei mai mari ai lumii...nu îi doare

Cu toate că azi pare greu de crezut, însă până în secolul al XIX-lea singurele mijloace de aprindere a focului de către om erau scânteile produse de un amnar(prin ciocnirea a două corpuri dure) sau mult mai vechiul procedeu de frecare rapidă si îndelungată a două lemne uscate. "Chibriturile chimice", empirice, apar în anul 1805, în Anglia. Capetele beţişoarelor erau înmuiate în topitură de sulf, apoi acoperite cu un amestec de zahar şi clorat de potasiu. Când trebuiau aprinse erau introduse într-o sticluţă unde se atingeau de o bucată de azbest înbibată în acid sulfuric.

- 17 -


Aceste chibrituri au început a fi produse pe scară industrială în anul 1812. Cu toate că ofereau o alternativă la aprinderea focului, prezentau două inconvenienţe serioase: dificila şi periculoasa manipulare a recipientului de sticlă cu acid sulfuric, şi, în plus, posibilitatea de a se produce o explozie din cauza bioxidului de clor ce lua naştere din reacţie. Reprezentând totuşi un progres, aceste chibrituri au fost fabricate până la 1845. "Luminile de frecare" au fost inventate de chimistul John Walker, tot în Anglia, în 1827. Prin procedeul său (pe care nu l-a brevetat) capetele chibriturilor erau muiate într-un amestec de sulfură de stibiu, clorat de potasiu şi cauciuc natural. Aprinderea se făcea prin frecare pe o hârtie abrazivă. Aceste chibrituri au fost folosite până în 1834, când apar aşa-zisele "luciferuri", deasemenea incomode şi periculoase. Folosirea lor va dura puţin timp, căci anul 1835 marchează data de naştere a primului chibrit cu fosfor, numit "lumânare de Turin". Aceste chibrituri erau niste aşchii de lemn la capătul cărora se aplica o bucăţică de fosfor alb, un element toxic. Acesta se aprindea de la sine cand era scos (din apă) în aer, fiind deci greu de folosit. Janos Irinyi, un tânăr de numai 17 ani, este inventatorul chibritului cu fosfor ce se aprinde prin frecare. El realizează aceasta plecând de la o experienţă a profesorului austriac Meissner. Capătul chibritului era uns cu un amestec de fosfor şi bioxid de plumb. Fabricarea acestor chibrituri începe la Viena in 1840. In 1851, germanul Schrotter obţine un patent de fabricare al fosforului roşu, pe care-l descoperise încă din anul 1845. Spre deosebire de cel alb, fosforul roşu nu este toxic şi nu se aprinde în aer. Totuşi, problema chibritului "ideal" nu era încă rezolvată din cauza unei dificultăţi: nu se puteau produce chibrituri cu fosfor roşu deoarece, la atingerea acestuia cu cloratul de potasiu, se producea explozia cloratului. Chimistul Bottcher a avut ideea -simplă, dar eficientă- de a aplica cloratul de potasiu pe băţul de chibrit, iar fosforul, pe cutie. Şi astfel s-a născut "chibritul de siguranţă". Aprinderea lui se făcea prin frecare, iar producţia industrială a avut loc pentru prima dată în Suedia, de aceea multă vreme au fost numite "chibrituri suedeze".

Astăzi producţia de chibrituri se bazează pe reţeta lui Bottcher, din anul 1848. Astfel, beţele - din lemn de brad, plop, tei sau anin - sunt inpregnate cu parafină sau cu o soluţie de azotat de potasiu. Acestea fac lemnul să se aprindă usor şi să se prefacă în cărbune fără jar. Pe capătul băţului se află clorat de potasiu şi sulfură de stibiu. Pasta de pe

cutie, e compusă , în general dintr-un amestec de fosfor roşu, pulbere de sticlă şi bioxid de mangan. Cu toate că s-a reuşit fabricarea unor brichete economice şi performante nu s-a reuşit detronarea modestei aşchii de lemn cu căciuliţa chimică: CHIBRITUL.

Zâmbete...

Iadul este endoterm sau exoterm?

Un bit este ce rămâne dintr-un byte după aplicarea taxelor!

,,Cine învaţă doar puţin, îmbătrineşte ca un bou.

Carnea-i sporeşte, dar ştiinţa nu-i creşte. “ Dhammapada

http://www.enola-magazine.com/Hell-freezes-over_article_25.html�

- 18 -


Maşinile ar trebui să lucreze, iar oamenii să gândească.

Când ai încercat totul şi nimic nu a mers, citeşte instrucţiunile de folosire.

Ca să funcţioneze, trebuie să introduci ştecherul în priză.

Nu forţa. Foloseşte un ciocan mai mare.

Experienţa variază direct proporţional cu echipamentul distrus.

Fiabilitatea unei maşini este invers proporţională cu numărul persoanelor care privesc la asamblarea ei.

Mai devreme, sau mai târziu, pot să apară cele mai defavorabile condiţii de exploatare. Deci toate sistemele trebuie proiectate astfel, încât să reziste la cele mai defavorabile condiţii de exploatare.

Echipamente identice, testate cu bine în mod identic, se vor comporta în mod diferit in industrie.

Maşinile care se defectează pornesc de cele mai multe ori când apare personalul de reparaţie.

Părţile interschimbabile ale unui echipament nu vor putea fi schimbate între ele, fiindcă nu se potrivesc.

Orice schimbare de proiect va fi solicitată după ce echipămentul a intrat deja în construcţie.

Dacă instalaţia pilot funcţionează perfect, instalaţiile industriale corespunzătoare vor funcţiona prost.

În orice proiect ingineresc, dacă se pot strecura erori, atunci ele se vor produce.

Orice eroare în calcul ingineresc se va produce astfel încât să afecteze cel mai mult rezultatul final.

În orice formulă, constantele - în special cele preluate din manualul inginerului - se vor considera ca variabile.

- 19 -


Un cercetător american a reuşit să ofere metalelor noi culori, în afară de culoarea lor naturală. De exemplu, poate face aur albastru! Suntem obişnuiţi ca fiecare metal să aibă o culoare specifică, dar una singură. De aceea, unele culori şi nuanţe au nume de metale, precum auriu, argintiu, arămiu sau plumburiu. Dar Chunglei Guo a schimbat toate acestea! Folosind doar un laser, el poate da unui anumit metal culori diferite. De exemplu, poate face aluminiul negru sau aurul albastru! El poate realiza metale care au culori diferite în funcţie de direcţia din care sunt privite, ar aplicaţiile inedite nu întârzie să apară. De exemplu, o fabrică ar putea produce cadre de bicicletă formate din acelaşi aliaj, dar care cu ajutorul unui singur laser, ar dobândi culori diferite. Tot astfel, s-ar putea inscripţiona fotografii color pe o suprafaţă formată dintr-un singur metal, precum o fotografie de vacanţă pe uşa de la frigider, sau o fotografie de cuplu pe un medalion pentru persoana iubită. Iar dacă are ochii azurii, ce aţi zice de un inel din aur albastru, pentru a se asorta? Imaginaţia umană va găsi cu siguranţă încă multe alte aplicaţii. Lumina de la Soare sau de la un bec cu incandescenţă este numită „albă” şi conţine în ea lumină din toate culorile curcubeului (spectrul rogvaiv, adică roşu-orange-galben-verde-albastru-indigo-violet). Fiecărei culoare îi corespunde o anumită lungime de undă şi o anumită frecvenţă. O parte din lumina ce cade pe un obiect este reflectată şi o parte este absorbită, iar proporţia variază de la culoare la culoare. O suprafaţă apare albă atunci când aceasta reflectă lumina de toate culorile. Ea apare neagră atunci când toate culorile sunt absorbite. Când apare albastră, toate culorile sunt absorbite, mai puţin cea albastră, care este reflectat către ochii observatorului. Cauza pentru care culori diferite sunt absorbite într-o măsură mai mare sau mai mică de către suprafaţa unui obiect, determinând astfel culoarea acesteia, stă în proprietăţile şi aranjamentul atomilor constituenţi. La sfârşitul anului 2006, Chunglei Guo, profesor asociat la Universitatea din Rochester din SUA, având specializarea în domeniul opticii, a reuşit să creeze pentru prima dată aluminiu negru! Tehnica sa constă în trimiterea de pulsuri foarte scurte şi foarte intense de laser spre suprafaţa metalului. Prin urmare, pe aceasta apar structuri de câteva zeci de atomi (nano-structuri) care absorb lumina de toate culorile, reflectând doar foarte puţină lumină înapoi. Astfel, în loc de argintiu, aluminiul pare negru! Există însă nano-structuri de anumite forme, care reflectă anumite culori, astfel că metalul poate avea o altă culoare. Pentru a genera aceste structuri de formă precisă, se foloseşte acelaşi laser foarte intens. Pulsul laserului are o durată de ordinul unei femtosecunde (o milionime de miliardime de secundă), timp în care lumina parcurge o distanţă pe care ar putea fi înşiruiţi aproximativ o mie de atomi. Reglând intensitatea laserului, durata şi numărul pulsurilor, în suprafaţa se „sculptează” nano-structuri de forma dorită, care reflectă lumină de culoarea dorită, iar metalul apare ca având acea culoare! Mai mult, folosind aceeaşi metodă, se poate face un metal să apară în culori diferite când este privit din unghiuri diferite, proprietate cunoscută ca iridescenţă. Pentru aceasta, el

- 20 -


creează şiruri drepte de nano-structuri de aproximativ zece mii de atomi. Astfel, lumina de o anumită culoare reflectată de un anumit strat de atomi şi lumina de aceeaşi culoare reflectată de un alt strat de atomi se întăresc reciproc în anumite direcţii şi se anulează reciproc în altele (interferenţa luminii). Culori diferite vor da un maxim pentru unghiuri diferite. Prin urmare, în funcţie de unghiul sub care este privit, metalul apare sub diferite culori. Pentru a colora un medalion de metal, este nevoie de aproximativ o oră. Laserul nu consumă multă energie, putând fi alimentat de o sursă convenţională de energie. De remarcat că durata atât de mică a unui puls de laser face ca puterea consumată de laser (raportul între energie consumată pe durata unui puls şi durata unui puls) să fie de ordinul puterii consumate de reţeaua electrică din întreaga Americă de Nord. Până acum, Chungle Guo a reuşit să ofere aluminiului mai multe culori, precum auriu, albastru ori gri. A reuşit acelaşi lucru şi pentru alte metale, precum platina, titaniu, tungsten, argint şi aur şi este încrezător că toate metalele ar putea fi manipulate astfel. Este optimist, de asemenea, că va putea oferi metalelor şi alte culori, precum roşu şi verde, pe care nu le poate obţine momentan. Dincolo de aplicaţiile comerciale, reuşita aceasta evidenţiază cât de avansată este tehnica manipulării metalelor cu ajutorul laserului.

Nanolitografia sau arta miniaturizării!

Care sunt metodele folosite pentru realizarea acestor dispozitive la scară nanometrică? Vom trece în revistă principalele metode litografice folosite în ziua de azi în industrie şi în laboratoarele de cercetare.

Foto: Legea lui Moore Începând cu ultima jumătate a secolului XX, s-a înregistrat un progres fără precedent în ştiinţă şi o cursă continuă în procesul miniaturizării dispozitivelor electronice. În 1965 co-fondatorul Intel, Gordon Moore, prezicea dublarea numărului de tranzistori dintr-un cip o dată la doi ani. Această tendinţă a fost urmată foarte precis până în prezent şi nu e aşteptat să se oprească pentru încă un deceniu sau poate mai mult. Însă, care sunt metodele folosite pentru realizarea acestor dispozitive la scară nanometrică. Principalele metode litografice folosite în ziua de azi în industrie şi în laboratoarele de cercetare sunt prezentate mai jos. Litografie optică

- 21 -


Majoritatea dispozitivelor electronice produse în ziua de azi pentru a fi comercializate sunt făcute prin litografie optică sau fotolitografie. Aceasta este cea mai ieftină metodă pentru a produce circuite miniaturale la scară industrială. Principiul litografiei optice constă în îndepărtarea selectivă a unor părţi dintr-un film de polimer fotosensibil pentru a transfera o schema geometrică asupra probei cu ajutorul unei măşti - desenul schemei este realizat dintr-un strat de metal aplicat pe o sticlă de quartz. Litografia cu un SEM este similară litografiei optice, numai că în loc de lumina ultravioletă şi mască se foloseşte fasciculul foarte subţire de electroni - în 2005 fasciculele de electroni aveau dimensiuni de ordinul nanometrilor - pentru a crea un desen într-un polimer sensibil la lungimile de undă folosite. Deoarece astfel putem depăşi limita de difracţie a luminii şi realiza dispozitive sub-micrometrice, acesta constituie marele avantaj al litografiei cu flux de electroni. Deoarece este încă scump, acest tip de litografie este folosit în principal în crearea de măşti pentru litografia optică, în realizarea dispozitivelor semi-conductoare cu volum mic de producţie, şi, nu în ultimul rând, în cercetare şi dezvoltare. Litografia cu fascicul de electroni nu este viabilă pentru producţia de masă din cauza volumului limitat de dispozitive care pot fi procesate într-un timp dat. Fasciculul trebuie să scaneze suprafaţa probei - iar expunerea propriu-zisă a schemei geometrice este serială, însemnând că expunerea are loc punct cu punct. Acest lucru face procesul foarte încet comparativ cu expunerea paralelă din cazul litografiei optice, unde întreaga suprafaţă este expusă o dată. Ca exemplu, pentru a transfera o schemă către un wafer (bucată standard de material, sub forma unui disc cu un diametru de până la 30 cm şi o grosime de ordinul milimetrilor) ar dura câteva ore, spre deosebire de câteva minute cât durează expunerea în cazul litografiei optice. Primul pas în acest proces este aplicarea unui strat subţire şi uniform de polimer fotosensibil pe suprafaţa probei (în figura alăturată aceasta este un wafer), urmând montarea probei într-un dispozitiv de aliniere cu mască. Pasul următor constă în iluminarea probei prin mască cu lumină ultravioletă - lungimi de undă 248 sau 193 nm. În zonele iluminate lanţurile moleculare ale polimerului sunt rupte de către lumina ultravioletă, spre deosebire de zonele protejate de mască (vezi poza alăturată). Pasul următor constă în îndepărtarea polimerului din zonele expuse cu ajutorul unui developant adecvat polimerului folosit. Astfel, în stratul subţire de polimer s-a transferat schema geometrică de pe mască. În ultimul pas există mai multe variante de a transfera schema geometrică înscrisă în polimer către probă. O primă soluţie ar fi imersia probei într-o soluţie acidă care nu atacă polimerul folosit, putându-se îndepărta material de pe suprafaţa probei din zonele unde polimerul a fost îndepărtat. O a doua soluţie ar fi depunerea unuia sau mai multor straturi de metal (de obicei aur şi crom) pentru a crea un circuit pe suprafaţa materialului, urmând

- 22 -


imersia probei într-un dizolvant adecvat pentru polimerul folosit. Trebuie menţionat că metalul o să rămână pe suprafaţa materialului numai în zonele în care polimerul a fost îndepărtat prin developare. În rest metalul este îndepărtat o dată cu dizolvarea polimerului. Posibilitatea de a proiecta o imagine clară a unui dispozitiv mic către probă este limitată de lungimea de undă a luminii folosite - aparatele de ultima generaţie folosesc lumină cu lungime de undă de 248 şi 193 nm, care permit realizarea unor dispozitive de până la 50 nm. Mai există şi alte limitări alte acestei tehnologii, cum ar fi polimerul şi developantul folosit şi capacitatea lentilei de reducţie de a captura destule ordine de difracţie de la masca iluminată. Recent, un avânt extraordinar l-a cunoscut aşa-numita litografie optică prin imersie. Astfel, până acum câţiva ani, se credea că am ajuns la sfârşitul litografiei optice, deoarece lungimi de undă ultraviolete şi mai mici nu puteau fi folosite, pentru că puneau probleme majore sistemului de construcţie (oglinzi, polimer, etc.). Cu toate acestea, o soluţie surpriză a venit dintr-un colţ neaşteptat: imersia optică. Aici, între sistemul optic şi probă se interpune un strat subţire de lichid (de obicei apă), o soluţie tehnică copiată de la microscoapele cu imersie în lichid. Deoarece indicele de refracţie al lichidului este mai mare decât cel al mediului ambiant, sunt astfel posibile crearea unor structuri şi mai mici pe probă, după cum şi la microscopul cu imersie lichidă probele ce sunt vizualizate apar puţin mai mari (cu un factor în jur de 1,5). Un rol important în aceste cercetări l-a avut şi cercetătorul român Mircea Duşa, căruia i s-a acordat în anul 2003 premiul pentru cercetătorul anului al companiei ASML, prima companie ce a introdus cu succes pe piaţă un sistem optic de litografie cu imersie. Litografie cu fascicul de electroni Microscopul cu electroni (Scanning Electron Microscope sau SEM) este un tip de microscop care creează imagini prin focalizarea unui fascicul cu electroni de energie înaltă pe suprafaţa unei probe şi detectarea semnalelor interacţiunii electronilor incidenţi cu suprafaţa probei. Tipurile semnalelor detectate de un SEM variază şi pot include electroni secundari, raze X caracteristice sau electroni împrăştiaţi înapoi. Într-un SEM, aceste semnale vin nu numai de la fasciculul principal incident pe probă, dar şi de la interacţiuni ale electronilor în interiorul probei aproape de suprafaţă. Microscopul cu electroni este capabil să producă imagini cu rezoluţie foarte înaltă ale suprafeţei unei probe. Litografia cu un SEM este similară litografiei optice, numai că în loc de lumina ultravioletă şi mască se foloseşte fasciculul foarte subţire de electroni - în 2005 fasciculele de electroni aveau dimensiuni de ordinul nanometrilor - pentru a crea un desen într-un polimer sensibil la lungimile de undă folosite. Deoarece astfel putem depăşi limita de difracţie a luminii şi realiza dispozitive sub-micrometrice, acesta constituie marele avantaj al litografiei cu flux de electroni. Deoarece este încă scump, acest tip de litografie este folosit în principal

- 23 -


în crearea de măşti pentru litografia optică, în realizarea dispozitivelor semiconductoare cu volum mic de producţie, şi, nu în ultimul rând, în cercetare şi dezvoltare. Litografia cu fascicul de electroni nu este viabilă pentru producţia de masă din cauza volumului limitat de dispozitive care pot fi procesate într-un timp dat. Fasciculul trebuie să scaneze suprafaţa probei - iar expunerea propriu-zisă a schemei geometrice este serială, însemnând că expunerea are loc punct cu punct. Acest lucru face procesul foarte încet comparativ cu expunerea paralelă din cazul litografiei optice, unde întreaga suprafaţă este expusă o dată. Ca exemplu, pentru a transfera o schemă către un wafer (bucată standard de material, sub forma unui disc cu un diametru de p ână la 3 0 cm şi o g rosime d e ord inul milimetrilor) ar dura câteva ore, spre deosebire de câteva minute cât durează expunerea în cazul litografiei optice.

Litografie cu un Microscop cu Forţă Atomică

Un Microscop cu Forţă Atomică sau AFM (Atomic Force Microscope) este un microscop cu o rezoluţie demonstrată sub-nanometrică, în care imaginea este achiziţionată

prin înregistrarea deflecţiei verticale a unui catilever cu ajutorul unui laser şi a unei diode fotosensibile (vezi poza alăturată). La capătul catileverului este un vârf cu o rază de sub 10 nm care este în contact cu proba. O dată adus vârful în contact cu proba, aceasta este mişcată în plan cu ajutorul unui piezoscaner, iar deflecţia cantileverului este înregistrată linie cu linie, asamblată într-o matrice şi interpretată în timp real cu ajutorul calculatorului, realizându-se astfel imaginea suprafeţei. Litografia cu microscopul cu forţă atomică se bazează pe interacţia vârfului cu suprafaţa. O primă modalitate de a crea un dispozitiv pe suprafaţa probei este de a aplica o diferenţă de potenţial între

vârf şi suprafaţă. Această diferenţă de potenţial generează curgerea unui curent de electroni între vârf şi suprafaţa probei, şi care la rândul lui declanşează o reacţie chimică. Rezultatul este crearea unei cantităţi de oxid sub vârf, modificând proprietăţile electronice ale probei. Folosind diferite forme geometrice se pot crea dispozitive electronice sub-micrometrice. O a doua modalitate de a modifica proprietăţile electronice ale suprafeţei şi de a crea dispozitive electronice este zgârierea efectivă a suprafeţei cu ajutorul vârfului sau zgârierea unui strat de polimer depus pe suprafaţa probei, urmată de imersia într-o soluţie acidă şi îndepărtarea selectivă a unei părţi din suprafaţa probei . Neuronii „oglindă” ajută păsările să cânte Aceştia sunt o clasă aparte de neuroni care joacă un rol crucial în procesul de învăţare. Ei devin activi şi atunci când pasărea cântă, şi atunci când ea recunoaşte acelaşi cântec, cântat de o altă pasăre. Desigur, păsările învaţă să cânte prin imitaţie. Mecanismul neuronal al acestui proces este însă complex, şi încă departe de a fi elucidat. Iată însă că, recent, un grup de cercetători americani a identificat o clasă aparte de

- 24 -


neuroni, denumiţi neuroni „oglindă”, care joacă un rol crucial în procesul de învăţare. Aceşti neuroni devin activi şi atunci când pasărea cântă, şi atunci când ea recunoaşte acelaşi cântec, cântat de o altă pasăre. Mecanismul este desigur important în studiul şi înţelegerea propriului nostru creier. Neuronii „oglindă” sunt o descoperire recentă în lumea neurologiei. Unii cercetători îi consideră chiar ca fiind cea mai mare descoperire din ultimele două decenii. De ce? Pentru că ei ar putea purta cheia înţelegerii mecanismelor învăţării, limbajului, sau a empatiei, ultima dintre ele fiind o caracteristică aproape (dar nu în totalitate) exclusiv umană. Aceşti neuroni au fost descoperiţi în anii '90, prin studii asupra maimuţelor, când acestora li s-au implantat electrozi pentru a li se studia neuroni individuali. Spre surpriza cercetătorilor, aceştia au descoperit un grup de neuroni care deveneau activi (generând potenţiale de acţiune) atât atunci când maimuţele puneau mâna pe un obiect, cât şi atunci când maimuţele priveau alte maimuţe efectuând aceeaşi operaţie. De atunci şi până azi, activitatea individuală a acestor neuroni „oglindă” a fost studiată doar pe maimuţe. La om s-a evitat implantarea de electrozi doar pentru studii neurologice, dar în schimb s-au efectuat studii cu aparate de imagistică magnetică nucleară. Rezultatele au fost însă similare. Un grup de cercetători americani de la Universitatea Duke vin cu rezultate similare în cazul pasărilor, mai precis al vrăbiilor. Rezultatele au fost publicate în ediţia din luna ianuarie a revistei Nature. Urmărind procedura înaintaşilor lor, cercetătorii americani au implantat doi electrozi minusculi în creierul vrăbiilor, în zona neuronilor „oglindă”, la distanţă foarte mică, în aşa fel încât să poată fi observate potenţialele de acţiune ale neuronilor individuali. Experimentele au avut loc la câteva zile după aplicarea implantului, astfel încât vrăbiile au avut timp să-şi revină la starea normală. În cursul experimentelor, oamenii de ştiinţă au înregistrat cântecul vrăbiilor, pe care l-au reprodus apoi aceloraşi vrăbii după o perioadă de timp. În ambele situaţii (când vrăbiile cântau, sau când îşi ascultau propriul cântec) dispozitivul implantat a înregistrat activitatea individuală a neuronilor „oglindă”. Un rezultat tipic îl prezentăm şi noi în imaginea alăturată. După cum se vede, neuronii au generat potenţiale de acţiune, şi atunci când pasărea cânta, şi atunci când ea îşi recunoştea propriul cântec. În plus, după cum se poate observa din înregistrare, momentele de generare a potenţialelor de acţiune sunt perfect sincronizate, un lucru oarecum surprinzător, dar care poartă cheia înţelegerii fenomenului. Deoarece neuronii „oglindă” sunt situaţi într-o zonă motorie, ne-am fi aşteptat ca ei să fie activaţi mai întâi, înainte de „eliberarea” cântecului. De asemenea, când pasărea asculta cântecul, ne-am aştepta ca mai întâi pasărea să audă cântecul, şi după aceea, cu o anumită întârziere, neuronii să detecteze despre ce melodie este vorba. Cu alte cuvinte, dacă am sincroniza cele două înregistrări faţă de melodie, ne-am aştepta ca semnalul ce apare când melodia se înregistrează să fie dat înaintea celui generat în timpul ascultării. Înregistrarea cercetătorilor americani arată însă că cele două semnale sunt sincrone! Desigur, pentru electronişti, sau pentru cei obişnuiţi cu programarea pe computer, explicaţia este simplă: atunci când pasărea ascultă melodia, ea îşi realiniază procesele neuronale interne, în aşa fel încât să urmărească în direct, sincron, melodia ce se cântă... Cu alte cuvinte, pasărea „trăieşte” pe viu melodia, ca şi cum ea însăşi ar cânta-o din nou. Aceste rezultate au implicaţii majore în înţelegerea propriului nostru creier. Neuronii „oglindă” nu sunt cu nimic diferiţi de ceilalţi neuroni, dar ei au căpătat această proprietate de imitare în timpul evoluţiei. Ei sunt importanţi în procesele de învăţare în timpul copilăriei, sau în cele de empatie. Alte rezultate recente sugerează deja că persoanele care au o capacitate de empatie mai mare au în acelaşi timp şi o activitate mai pronunţată a neuronilor „oglindă”.

- 25 -


. . . fotbalul, rebusurile şi filmele western ... În timpul studiilor la Universitatea din Copenhaga , Niels Bohr a aplicat experienţa sa de jucător al echipei naţionale de fotbal la problema ,, împrăştierii“ particulelor alfa de către atomi. În aceeaşi perioadă, Rutherford începuse să efectueze epocalele sale experienţe care au avut ca rezultat impunerea modelului planetar al atomului (în care se consideră că sarcina pozitivă a acestuia este concentrată într-un volum mic în interiorul atomului , numit nucleu) . Lui Bohr i-au plăcut ideile lui Rutherford, iar acesta, la rândul lui i-a spus unui prieten :,,Acest tânăr danez este cel mai inteligent băiat pe care l-am întâlnit vreodată“.Astfel ,cei doi mari fizicieni au devenit prieteni şi au ramăs nedespărţiţi toată viaţa. Probabil că cea mai caracteristică trăsătura a lui Niels Bohr era ... încetineala cu care gândea şi întelegea. George Gamow ,unul din studenţii săi (cu bursa Carlsberg) ce a lucrat sub ,,comanda” sa la institutul ce-i poartă numele din Copenhaga , povesteşte câteva episoade ce vin în sprijinul acestei afirmaţii ,în cartea sa <<Biografia fizicii>> . Bohr obisnuia să lucreze cât era ziua de mare, aşa că deseori după cină , pentru a se relaxa puţin , se îndeletnicea cu rezolvarea de rebusuri. Gândirea sa lentă nu îl făcea prea abil aşa că de multe ori se ducea la culcare fără să fi rezolvat careul . Intr-o astfel de seară , când în camera de oaspeţi se aflau doi din colaboratorii săi, aceştia au fost treziţi în toiul nopţii de o bătaie în uşă. Speriaţi , aceştia au întrebat : ,, Ce e? Ce s-a întâmplat?’ Răspunsul a venit de dincolo de usă , cu voce şoptită : ,,Eu sunt, Bohr. Nu am intenţia să vă deranjez , dar aş vrea să ştiu ce oraş industrial din Anglia este compus din şapte litere şi se termină in ich. E cumva Ipswich?” ,,Nu am intenţia să ... dar ..” era expresia favorită a lui Bohr şi de multe ori, plimbându-se prin casă cu o revistă în mână , spunea: ,, Nu am intenţia să critic , dar aş vrea să ştiu cum poate un om să scrie o astfel de prostie!”

De multe ori, după o muncă istovitoare , Bohr se plângea că e obosit şi ar vrea să ,, facă ceva”. <<A face ceva >> însemna pentru Bohr să meargă la film şi singurele filme care-i plăceau erau cele western . Însă era dificil să-l insoţeşti pe Bohr la cinema căci , neputând să urmărească subiectul , întreba intr-una , spre marea nemulţumire a celorlalţi spectatori. Întrebările lui sunau cam aşa: ,,Cine e sora acelui cowboy care l-a împuşcat pe indianul care a furat o cireadă de vite ce aparţinea

cumnatului ei?” Preferinţa lui Bohr pentru filmele western a dat naştere unei teorii cunoscute doar de cei care-l însoţeau la film pe atunci. Oricine ştia că , în filmele western ( de tip Hollywood), banditul atacă întotdeauna primul, dar că eroul este mai iute şi–l împuşcă întotdeauna pe bandit. Bohr atribuia acest fenomen diferenţei dintre acţiunile premeditate şi cele condiţionate. Banditul trebuie să se hotărască când ia arma , ceea ce-i încetineşte acţiunile , în timp ce eroul acţionează mai repede căci nu mai stă pe gânduri când vede că banditul a pus mâna pe armă!

- 26 -


Ca să ilustreze această teorie pe care mai tinerii lui colaboratori n-o împărtăşeau , Bohr a cumpărat de la o librărie pistoale de jucărie gen cowboy şi au regizat o scenă western în care Bohr era eroul. Bineinţeles că marele fizician i-a impuşcat pe toţi. Doar era ... eroul! Aceste reacţii încete ieşeau în evidenţă şi în întâlnirile ştiinţifice.De multe ori, câte un tânăr fizician venit în vizită voia să-l impresioneze şi făcea o expunere strălucitoare asupra ultimelor lui calcule la vreo problemă complicată.Oricine era prezent la expunere înţelegea demonstraţia prezentată, mai puţin Bohr. Astfel, fiecare încerca să-i explice apoi amănuntul simplu care-i scăpase, dar în hărmălaia generală nu se înţelegea nimic. După un timp, destul de lung, Bohr începea să înţeleagă şi atunci ceilalţi îşi dădeau seama că ceea ce înţelesese Bohr în legatură cu problema prezentată de vizitator era cu totul diferit decat ceea ce vrusese acesta să spună.Dar , la o analiză atentă , se constata că de fapt aşa era corect , iar interpretarea vizitatorului era greşită. Deci, gândirea sa înceată îl conducea spre soluţii corecte , căci avea timp să analizeze în detaliu problemele. Sau ,ca o concluzie , putem spune precum latinul : << FESTINA LENTE!>> ( Grăbeste-te incet!)

„Stâlpii fizicii trebuie scuturati din timp în timp.

Numai asa le putem testa rezistenta.” Andy Fabian, fizician la Universitatea Cambridge, UK

El se referea la câteva măsurători, realizate în ultima vreme, care ne-ar putea obliga să schimbăm fundamentele fizicii.

Întreaga fizică se bazează pe câteva constante fundamentale, cum ar fi viteza luminii, sarcina electronului, constanta gravitaţională etc. Una dintre ele este şi raportul dintre masa protonului şi cea a electronului, care este, cu aproximaţie, 1.836, altfel spus, protonul este de 1.836 ori mai masiv decât electronul. Această valoare a rămas neschimbată de la începuturile Universului până în zilele noastre. Cel puţin aşa spune teoria. Măsurători recente, efectuate cu o precizie nemaiatinsă pâna acum, au oferit rezultate ciudate, care pot ridica un uriaş semn de întrebare în ceea ce priveşte însăşi fundamentele fizicii moderne. Am putea să ne aflăm în faţa unui eveniment similar experimentului lui Michelson şi Morley, din 1887, care a demonstrat că viteza luminii este independentă de sistemul de referinţă ales, fapt care a deschis drumul către Teoria Relativităţii. Pentru a calcula raportul maselor proton/electron este folosit spectrul de absorbţie în UV al moleculelor de hidrogen. Practic acest spectru de absorbţie este reprezentat de un şir de linii întunecate, asemănătoare unui cod de bare, care corespund lungimilor de undă la care hidrogenul molecular absoarbe lumina.

Într-un laborator terestru, aflat la Universitatea Liberă din Amsterdam, fizicienii Wim Ubachs şi Elmar Reinhold au efectuat măsurători, de sute de ori mai precise decât cele

- 27 -


realizate până în prezent, ale spectrului de absorbţie în UV al hidrogenului molecular. Rezultatul obţinut corespunde valorii actuale a constantei noastre. O altă echipă de cercetători şi-a mutat laboratorul de cercetare la VLT (Very Large Telescope) din Paranal Chile. Este vorba despre Alexandr Ivancic, fizician la Institutul Ioffe din Sankt Petersburg, Rusia, şi Patrik Petitjean, astronom la Institutul de Astrofizică din Paris. Aceştia au avut o sarcină mai dificilă. Ei au trebuit să călătorească în timp. Au folosit lumina care vine de la doi quasari foarte îndepărtaţi pentru a analiza acelaşi spectru de absorbţie, de data aceasta folosind nori moleculari aflaţi la 12 miliarde de ani lumină distanţă de Terra. Aceasta echivalează cu o călătorie în timp, până la aproape două miliarde de ani după Big Bang. Aici trebuie să facem o precizare. De această dată nu a mai fost necesară o analiză a spectrului de absorbţie în UV, deoarece intervine deplasarea spre roşu, datorată expansiunii Universului. Practic, aceleasi linii de absorbţie măsurate pe Terra în UV corespund, în cazul norilor moleculari aflaţi la 12 miliarde de ani lumină distanţă, unor linii din zona luminii vizibile. A urmat compararea celor două rezultate. Rezultatul a fost unul surprinzător. S-a constatat că valoarea actuală a constantei noastre este cu 0,002% mai mică decât cea de acum 12 miliarde de ani. O modificare cu 20 de părţi la un milion ar putea să pară oricui nesemnificativă, numai că, oricât de mică ar fi variatia, aceasta nu este cuprinsă în legile fizicii actuale. Aşa cum spuneam mai devreme, constantele fundamentale (cum este raportul dintre masa protonului şi cea a electronului) nu se modifica în timp. În primul rând trebuie să spunem că, în lumea cercetătorilor, părerile sunt împărţite. Dar cu toţii sunt de acord că implicaţiile modificării în timp ale constantelor fundamentale sunt atât de profunde încât sunt necesare dovezi suplimentare. Există un principiu fundamental în ştiinţă, care ne spune că „afirmatiile extraordinare cer dovezi extraordinare” deci este nevoie de studii, de măsurători suplimentare şi independente. În ceea ce priveşte rezultatele obţinute de catre cele două echipe de cercetători trebuie să remarcăm că acestea au un coeficient de încredere de 3,5 sigma, un termen statistic care ne spune că există o probabilitate de 0,3% ca valorile obţinute să fie o consecinţă a întâmplării. Dacă vreţi, suntem siguri în proporţie de 99,7% că rezultatele sunt corecte. Vi se pare rezonabil acest grad de certitudine? Pentru a paria la un meci de fotbal, probabil că acest grad de certitudine este unul rezonabil. În fizică lucrurile stau un pic altfel, mai ales atunci când rezultatele nu pot fi încadrate în teoriile actuale. John Webb, de la Universitatea din New South Wales din Sidney, Australia, care l-a rândul său a făcut cercetări asupra modificării în timp a constantei noastre, remarca foarte plastic: „Nu poţi să îţi cumperi biletul către Stockholm cu un rezultat 3,5 sigma”. El se referea, desigur, la posibilitatea obţinerii unui Premiu Nobel. Tot el a adăugat: „Totuşi rezultatul este unul promiţător şi va încuraja pe oricine va dori să studieze raportul maselor protonului şi electronului”. Cei mai sceptici în privinţa noilor măsurători sunt astronomii, şi nu fizicienii. Ei ştiu foarte bine cât de dificil este să măsori spectrele quasarilor. Sunt foarte multi factori care pot vicia rezultatele. De exemplu, părţi ale norului molecular pot fi mai fierbinţi decât altele sau hidrogenul din norul studiat poate fi „contaminat” cu alte elemente. Toate acestea pot fi surse de erori. Dar dacă măsurătorile sunt corecte, iar constantele fundamentale nu sunt constante? Aici este bine să spunem că în anii din urmă au apărut numeroase articole ştiinţifice care afirmă că, în timp, constantele fizicii nu sunt deloc constante (ne referim aici la viteza luminii, constanta structurii fine, constanta cosmologică etc.) Există şi teorii ale stringurilor care impun cu necesitate uşoare variaţii ale acestora. Numai ca aceste variaţii subtile ale constantelor fundamentale ale fizicii nu sunt prevăzute de către teoria standard a prezentului. Ar însemna să modificăm însăşi fundamentele fizicii. De aceea lucrurile trebuie privite cu

- 28 -


oarecare prudentă, în asteptarea unor dovezi incontestabile. Repetăm: „afirmaţiile extraordinare cer dovezi extraordinare”. Instrumente noi, care vor intra în funcţiune în următorii ani, vor confirma sau infirma variabilitatea constantelor. Atunci ori vom fi obligaţi să modificăm fizica (deci modul în care înţelegem Universul), ori vom avea un argument suplimentar să afirmăm că legile fundamentale ale fizicii sunt corecte. În oricare dintre variante fizica va avea numai de câştigat.

Un fizician, un inginer şi un matematician fac prima lor săritură cu paraşuta.

Instructorul le spune să sară, să numere până la 3 şi apoi să tragă sârma de siguranţă. Primul sare fizicianul.Pentru el a număra până la 3 este prea inexact aşa că a calculat înălţimea, unghiul şi viteza în momentul în care ar fi cel mai bine să dea drumul la paraşută. Aterizează foarte lin. Urmează inginerul. Fiind un om practic sare şi se gândeşte că număratul până la 3 este inexact şi deci periculos. Aşa că trage de sârmă imediat dupa ce a sărit. A ajuns în cele din urmă lin jos. Sare şi matematicianul. Şi cade, şi cade, şi cade... Nu se deschide paraşuta şi până la urmă cade pe o căpiţă de fân. Ceilalţi doi se duc grăbiţi la el să vadă dacă totul e în regulă. Il scot din fân şi îl aud spunând: "Din asta rezultă prin inducţie completă ca rezultatul este 3."

I: Care este asemănarea dintre un inginer şi un caine? R: Amandoi au o privire inteligentă, insă nu se pot exprima.

Trei ingineri discută între ei despre natura corpului uman. Unul din ei zice: "E clar că a fost conceput de un inginer mecanic: articulaţiile,oasele... Toate sunt făcute pentru susţinere...”

"Nu cred, zice altul, a fost făcut de un inginer electronist: toate conexiunile nervoase, sistemul nervos, ..." Al treilea: "Nu se poate! Mai mult ca sigur a fost gândit de un inginer constructor! Numai ei pot să plaseze o zonă cu deşeuri toxice lângă o zonă recreativă!

- 29 -


Simpozionul cu tema

,,Stiinta si civilizatie in secolul XXI"

15 mai 2008 Organizat in cadrul

„Zilelor Liceului MİHAİL SADOVEANU” cu sprijinul

Inspectoratului Scolar Municipal Bucuresti CASA CORPULUI DIDACTIC Bucuresti Primaria sectorului 2 Bucuresti

Casa de cultura ,,MIHAI EMINESCU” Clubul UNESCO Ambasada Chinei

MOTIVAREA PROIECTULUI:

Lumea in care trăim evoluează rapid. Pe măsură ce ştiinta găseste răspunsuri pentru unele probleme, altele noi apar, de multe ori mai greu de rezolvat.Pentru a găsi rezolvare trebuie să fim informati, să comunicăm şi să conlucrăm pentru binele comun. Viitorul se construieşte in fiecare zi şi viitorul nostru depinde de tinerii de azi ,de a căror educatie suntem in mare parte răspunzători. Trăim intr-o lume complexă, marcată de importanta dialogului intre culturi, de nevoia de a ne intelege idealurile şi de a invăta să ne acceptăm diferentele. Anul 2008 va reuni cetătenii Europei fiind considerat ,,Anul european al dialogului intercultural’’. Este o ocazie importantă de a căuta solutii pentru ameliorarea dialogului nostru intercultural şi a relatiilor noastre.Elevii pot fi implicaţi în experienţe de învăţare complexe, proiecte din viaţa reală prin care îşi dezvoltă cunoştinţele şi deprinderile.

Elevii află soluţiile problemelor in colaborare cu colegii lor şi sub indrumarea profesorilor prin : actiuni de cercetare în care investighează,descoperă,prelucrează informaţii despre o temă de real interes pentru ei, sunt puşi în situaţii practice în care sunt determinaţi intrinsec să experimenteze deprinderi şi capacităţi noi şi să le consolideze pe cele dobândite ,utilizează cooperarea ca modalitate de bază în atingerea scopurilor individuale şi de grup ; Se construieşte o comunitate de invăţare in care se dezvolta abilitati privind :

formularea de predicţii ; proiectarea de planuri sau experimente ; colectarea şi analiza datelor ; extragerea concluziilor; comunicarea ideilor şi a rezultatelor investigaţiei unii altora; adresarea de noi întrebări;

Această abordare are o eficienţă crescută în creşterea motivaţiei elevilor şi în stimularea operaţiilor superioare ale gândirii şi creativitatii.„Adevarata invătare este caracterizată nu atat prin răspunsuri la intrebări, cat prin formularea intrebărilor”.

Bronowski spunea: «Aceasta este esenta ştiintei: să pui o intrebare impertinentă şi atunci vei fi pe drumul unui răspuns pertinent» (Lockhard, J.D. si colab., 1983).

- 30 -


<< Nu zidurile fac o institutie ,ci sufletul din ea !>>

CUPRINS:

Eminescu si stiinta Pag.2 Superlative...stiintifice Pag.4 Bec alimentat cu energie electrica transmisa prin aer Pag.5 Otelul de plastic Pag.7 Regenerarea dintilor pierduti Pag.8 Un roman a creat simulari stintifice ale impactului coliziunilor din 11 .IX Pag.8 Metode de regenerare a neuronilor Pag.9 Inviziblitatea devine o realitate Pag.10 Sindromul bolii de cladire Pag.11 Autovindecarea Pag.12 Studenti care copiaza prin telepatie Pag.13 CDB-4022_Pastila anticonceptionala pentru barbati Pag.14 Istoria ... ploii artificiale Pag.14 Cuptorul cu microunde Pag.14 Frica de matematica impiedica memoria sa proceseze calcule! Pag.15 Un nou pas spre computerele cuantice Pag.15 I- SNAKE-robotul ce va revolutiona chirurgia Pag.16 Globalizare Pag.16 Istoria chibritului Pag.16 Zambete Pag.17 Legile ingineriei Pag.18 Aur albastru Pag.19 Nanolitografia sau arta miniaturizarii Pag. 20 Neuronii ,,oglinda” ajuta pasarile sa cante Pag.23 Niels Bohr ... fotbalul, rebusurile si filmele western... Pag.25 Constante inconstante! Pag 26 Zambete Pag 28 Simpozionul ,,Stiinta si civilizatie in secolul XXI” Pag 29 Cuprins Pag 30 Posta redactiei Pag 30 Colectiv de redactie Prof. Coordonator- Baleanu Cristina Elevi – Radu Cristian –cls XIIA - Tantaru Ioana –cls.XIIB - Ionita Aurelia – cls XIIC

Documents

1 · 2010. 11. 9. · Poetul si-a pus marile întrebari ale nasterii, evolutiei si mecanismului vietii, a naturii proceselor vitale. ... “nu este decât un complex de puteri de