ΝΕΑ VIDEO NEA PHOTO NEA

 | 

Ένας φυσικός μπαίνει σε ένα μπαρ

… κάθεται σε μια θέση, βγάζει μερικά κέρματα από την τσέπη του και ελέγχει αν φτάνουν για έναν καφέ.

Καθώς μετακινεί νευρικά μερικά από αυτά, παρατηρεί κάτι ενδιαφέρον: όταν κυλάει ένα νόμισμα γύρω από ένα άλλο ίσου μεγέθους, το πρώτο νόμισμα ολοκληρώνει δύο πλήρεις περιστροφές. Διαισθητικά νόμιζε ότι θα χρειαζόταν μόνο μία πλήρη περιστροφή. Από περιέργεια, εξετάζει την τροχιά ενός σημείου στην περιφέρεια του περιστρεφόμενου νομίσματος. Παρότι το σημείο αγγίζει το κεντρικό νόμισμα μόνο μία φορά, ολοκληρώνει δύο πλήρεις περιστροφές, διαγράφοντας μια καρδιοειδή καμπύλη. Με μια αίσθηση deja vu ότι είχε λύσει ξανά στο παρελθόν το ίδιο το παράδοξο, ο φυσικός απλώνεται στην καρέκλα του αναστενάζοντας από ικανοποίηση. Μετά συνειδητοποιεί ότι δεν έχει παραγγείλει τον καφέ του.

Κοιτάζοντας τριγύρω, δεν βλέπει τον σερβιτόρο, αλλά παρατηρεί ένα άδειο φλιτζάνι στο διπλανό τραπέζι. Καθώς κοιτάζει μέσα, παρατηρεί ένα σχήμα φωτός που μοιάζει με την καρδιοειδή καμπύλη που διέγραψε προηγουμένως το σημείο του νομίσματος.

Παίρνει μια χαρτοπετσέτα και αρχίζει να χαράσσει την πορεία των ακτίνων φωτός που ξεκινούν από την πηγή και ανακλώνται στα τοιχώματα του κυκλικού φλυτζανιού ακτίνας με μήκος 1:

Μια ακτίνα φωτός (πράσινο χρώμα) ανακλάται στο σημείο R=eiϕ. H ανακλώμενη ακτίνα συναντά το τοίχωμα του φλυτζανιού στο σημείο S′= e2iϕ. Σχεδιάζοντας όλες τις ακτίνες, παρατηρεί ότι όλες οι ανακλώμενες ακτίνες εφάπτονται το όριο μιας περιβάλλουσας καρδιοειδούς καμπύλης, εκεί όπου συγκεντρώνεται περισσότερο φως.

Aφήνοντας για αργότερα τις λεπτομέρειες των μαθηματικών, χτυπάει το φλυτζάνι με το κουταλάκι, ελπίζοντας να τραβήξει την προσοχή του σερβιτόρου. Τίποτα. Χτυπά ξανά το φλυτζάνι και εκπλήσσεται πολύ όταν ακούει ότι ο τόνος του ήχου ήταν αρκετά διαφορετικός από το προηγούμενο χτύπημα. Χτυπά ξανά το φλιτζάνι και στα δύο σημεία για να το επιβεβαιώσει: δύο διακριτοί τόνοι. Παρατηρεί ότι ο τόνος ποικίλλει ανάλογα με τη θέση του χτυπήματος. Είναι υψηλότερος όταν χτυπάει την άκρη του φλυτζανιού σε γωνία 45ο από το χερούλι του και χαμηλότερος σε γωνία 90ο. Τώρα ενθουσιασμένος, ξεκινά μια συστηματική έρευνα, χτυπώντας το φλιτζάνι σε διάφορα σημεία και αναλύει τις συχνότητες με το ειδικό πρόγραμμα που διαθέτει το κινητό τηλέφωνό του:

Τα ηχητικά πειράματα του φυσικού: (a) Το χτύπημα ενός φλιτζανιού στη θέση 1 και (b) στη θέση 2 με ένα κουτάλι παράγει έναν αισθητά διαφορετικό ήχο. (c) Kάτοψη μιας κούπας καφέ, με τα σημεία χτυπήματος 1 και 2 να φαίνονται με κίτρινο χρώμα. Βλέπουμε επίσης την γωνία αναφοράς 0o. (d) Φασματογράφημα που προκύπτει χτυπώντας το κύπελλο σε 16 θέσεις σε απόσταση ανά 22,5o, με το ένα σημείο χτυπήματος ακριβώς πάνω από το χερούλι του φλυτζανιού. Οι νότες που παράγονται είναι ίδιες όταν οι θέσεις χτυπήματος απέχουν γωνία 90ο. (f) Σχετική ενέργεια στους δύο τρόπους ταλάντωσης ως συνάρτηση της γωνίας πρόσκρουσης. (f) Πρώτος τρόπος ταλάντωσης, με κόμβο στη θέση του χερουλιού. (g) Δεύτερος τρόπος ταλάντωσης, με κοιλία στην θέση του χερουλιού.

… όμως οι θορυβώδεις πειραματισμοί του αφηρημένου φυσικού με το φλυτζάνι του καφέ ενοχλούν τους υπόλοιπους θαμώνες του μπαρ που απαιτούν ησυχία. Ο φυσικός αναγκάζεται να σταματήσει τουλάχιστον προσωρινά. Σκέφτεται πως θα ήταν καλή ιδέα να προτείνει στους συνεργάτες του να δημοσιεύσουν μια νέα εργασία: θα περιέχει την παιδαγωγική ανασκόπηση των διαφόρων φυσικών φαινομένων που μπορούν να παρατηρηθούν σε ένα φλιτζάνι καφέ με ελάχιστο έως καθόλου πειραματικό εξοπλισμό.

Μερικούς μήνες αργότερα οι Aleksi Bossart, Romain Fleury και Benjamin Apffel δημοσίευσαν την εργασία με τίτλο: «Science of a coffee cup: a physicist walks into a bar…»

Μπορείτε να την διαβάσετε ολόκληρη ΕΔΩ: https://arxiv.org/abs/2501.01180

Πηγή:https://physicsgg.me/
tinanantsou.blogspot.gr