Η «παγκοσμιότητα» του ελληνικού γράμματος ταυ


Χτες ήταν η παγκόσμια ημέρα του ταυ. Γιατί; Διότι η 28η Ιουνίου γράφεται συντομογραφικά ως 6/28 και ο αριθμός 6,28,  ο λόγος της περιφέρειας ενός κύκλου ως προς την ακτίνα, συμβολίζεται με τ. Ισούται με το διπλάσιο του αριθμού π, τ=2∙π = 2∙3,14=6,28.

Σύμφωνα με το «The Tau Manifesto» η χρήση του αριθμού π δημιουργεί περιττές πολυπλοκότητες σε πολλούς τύπους στα μαθηματικά και τη φυσική. Η χρήση του τ τους κάνει απλούστερους. Ο συμβολισμός με το γράμμα τ επιλέχθηκε από την ελληνική λέξη «τόρνος» που σχετίζεται με την «στροφή», αλλά και γιατί το τ προκύπτει από το π αν του «αφαιρέσεις το ένα πόδι»!

Όμως το ελληνικό γράμμα τ δεν χρησιμοποιείται μόνο στην αναπαράσταση του 2π. Το συναντάμε στην ονοματολογία στοιχειωδών σωματιδίων, άστρων στην αστρονομία, πρωτεϊνών στην βιολογία, ως σύμβολο μεγεθών στην φυσική κλπ.

H πρωτεΐνη ταυ
To 1975 o Marc Kirschner και οι συνεργάτες του μελετώντας τους μικροσωληνίσκους των κυττάρων ανακάλυψε μια άγνωστη μέχρι τότε πρωτεΐνη.  Σ’ αυτή την πρωτεΐνη δόθηκε το όνομα ταυ. Η πρωτεΐνη τ δρα σαν κόλλα που συγκρατεί ενωμένους τους μικροσωληνίσκους, των οποίων δομικά στοιχεία είναι μια άλλη πρωτεΐνη, η τουμπουλίνη.  Το 1975 δεν είχαν ιδέα για την σημασία της πρωτεΐνης ταυ στην νευρολογία. Αργότερα ανακαλύφθηκε ότι πολυμερείς ενώσεις, συστατικό των οποίων ήταν η πρωτεΐνη ταυ, σχηματίζουν νευροϊνιδιακά συμπλέγματα, δομές που βρίσκονται στα εγκεφαλικά κύτταρα όσων πάσχουν από Αλτσχάιμερ και άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Οι ασθένειες που σχετίζονται με αυτά τα συμπλέγματα ονομάζονται  «ταυ-πάθειες».

Ο Kirschner όταν ρωτήθηκε γιατί έδωσε το όνομα ταυ σ’ αυτή την πρωτείνη, είπε ότι: «έψαχνα κάτι που να θυμίζει την πρωτεΐνη τουμπουλίνη – εξ’ ου και το γράμμα τ …»

Το λεπτόνιο ταυ

Την ίδια χρονιά που η ερευνητική ομάδα του Kirschner δημοσίευσε την ανακάλυψη της πρωτεΐνης ταυ, το 1975, ερευνητές από τον γραμμικό επιταχυντή του Στάνφορντ , μια ομάδα φυσικών με επικεφαλής τον Martin Perl, θα ανακάλυπτε ένα νέο σωματίδιο. Συμπτωματικά το νέο σωματίδιο ονομάστηκε λεπτόνιο ταυ.

Σήμερα η πρωτεΐνη ταυ είναι μάλλον πιο διάσημη από το λεπτόνιο ταυ, αν και για πολλά χρόνια ίσχυε το αντίθετο, λέει ο Kirschner. Για την ανακάλυψη του λεπτονίου ταυ ο Perl βραβεύθηκε το 1995 με το νόμπελ φυσικής.

Τα λεπτόνια είναι στοιχειώδη σωματίδια που δεν αλληλεπιδρούν διαμέσου της ισχυρής δύναμης, την δύναμη που κρατάει ενωμένα τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα των ατόμων. Τα ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο είναι τα πιο γνωστά λεπτόνια. Μέχρι την δεκαετία του 1970, οι φυσικοί είχαν ανακαλύψει τα φορτισμένα λεπτόνια που ονομάζονται μιόνια και τα ηλεκτρικά ουδέτερα λεπτόνια, τα νετρίνα του ηλεκτρονίου και μιονίου.
Στον επιταχυντή του Στάνφορντ εμφανίστηκαν οι πρώτες ενδείξεις του λεπτονίου τ. Διέθετε μάζα 3500 φορές μεγαλύτερη από το ηλεκτρόνιο και ο χρόνος ζωής του ήταν 10 με 13 δευτερόλεπτα. Αρχικά το νέο σωματίδιο ονομάστηκε U, από το  “Uunknown”, αλλά μόλις συνειδητοποίησαν ότι ήταν ένα βαρύ λεπτόνιο ο Gary J. Feldman είπε στον Perl πως πρέπει να του δώσει ένα πραγματικό όνομα.

Όλοι θέλανε ένα γράμμα του ελληνικού αλφάβητου, κατ’ αναλογία με το λεπτόνιο μ, αλλά τα περισσότερα γράμματα χρησιμοποιούνταν ήδη. Τελικά κατέληξαν στα γράμματα λάμδα και ταυ. Επέλεξαν το ταυ διότι είναι το πρώτο γράμμα της ελληνικής λέξης «τρίτο», και το σωματίδιο τ ήταν το τρίτο φορτισμένο λεπτόνιο που ανακαλύφθηκε.

Όμως η ιστορία του λεπτονίου τ δεν τελειώνει εδώ. Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο των Στοιχειωδών Σωματιδίων προβλέπεται σε κάθε φορτισμένο λεπτόνιο να αντιστοιχεί ένα αντίστοιχο ουδέτερο. Το λεπτόνιο τ δεν θα υπήρχε αν δεν υπήρχε επίσης και το νετρίνο τ. Το 2000, μια ερευνητική ομάδα στο Fermilab με επικεφαλής τον Byron Lundberg χρησιμοποίησε τον επιταχυντή Tevatron για να εντοπίσει το σωματίδιο αυτό. Βομβαρδίζοντας με πρωτόνια στόχο βολφραμίου παρήγαγαν 100 τρισεκατομμύρια νετρίνα, εκ των οποίων μόνο τα εννέα ήταν νετρίνα ταυ (το πείραμα που ανακάλυψε το νετρίνιο ταυ ονομαζόταν DONUT, δηλαδή Direct Observation of Nu Tau)

Άλλες χρήσεις

Το γράμμα ταυ έχει πολλές χρήσεις στη φυσική. Για παράδειγμα στην θεωρία της σχετικότητας με τ συμβολίζεται ο ιδιόχρονος, ενώ στην αστρονομία χρησιμοποιείται στις ονομασίες άστρων όμως, π.χ. άστρο ταυ κήτους.

Το ίδιο γράμμα χρησιμοποιείται μερικές φορές για τον συμβολισμό της χρυσής τομής, του αριθμού \tau = \frac{1+ \sqrt{5}}{2} \cong 1,618 (όμως η χρυσή τομή συνήθως συμβολίζεται με το γράμμα φ, προς τιμήν του γλύπτη Φειδία, ο οποίος χρησιμοποιούσε την χρυσή τομή σε πολλά έργα του).

Η μεγαλύτερη ένσταση για τον συμβολισμό της αριθμητικής σταθεράς 2π=6,28 με το γράμμα τ, ήταν το γεγονός ότι στην μηχανική η ροπή δύναμης (που σχετίζεται με την περιστροφή) συμβολίζεται επίσης με τ. Και τούτο διότι η ροπή σχετίζεται με την κυκλική κίνηση και στις εξισώσεις που εμφανίζεται το 2π, αν αυτό αντικατασταθεί με τ, θα δημιουργούσε πιθανή σύγχυση. Όμως οι θιασώτες της  σταθεράς τ=2π=6,28 θεωρούν πως οι φυσικοί και οι μαθηματικοί έχουν συνηθίσει να αντιμετωπίζουν πολλές περιπτώσεις όπου το ίδιο γράμμα σημαίνει δυο διαφορετικά πράγματα σε μια εξίσωση [π.χ. έργο W και η δύναμη βάρους w].

Το τ ως 2π

Το σύμβολο τ, ως ο λόγος της περιφέρειας του κύκλου προς την ακτίνα, δεν έχει υιοθετηθεί μέχρι στιγμής από την Αμερικανική Μαθηματική Εταιρεία και οι περισσότεροι φυσικοί και μαθηματικοί εξακολουθούν να χρησιμοποιούν το 2π. Όμως το «κίνημα» που προωθεί τον συμβολισμό τ=2π έχει ήδη κάποιες επιτυχίες. Για παράδειγμα, το ΜΙΤ χρησιμοποιεί την ορολογία Tau Time (6:28), και αναφορές στο τ=2π βρίσκουμε σε γνωστά διαδικτυακά κόμικ, όπως το XKCD.

Ακόμη και το όνομα μιας μπύρας σχετίζεται με τον αριθμό ταυ, η “Key Lime Tau”, ενώ αν πληκτρολογήσουμε στο Google tau/2 θα πάρουμε την απάντηση 3.14159265359…

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες στο άρθρο της Elizabeth Landau με τίτλο «The Tao of Tau» 

 

Αναδημοσίευση από physicsgg.me