Μαθητής Γυμνασίου αναβίωσε μια μυθική εφεύρεση του Αρχιμήδη

Ο 13χρονος μαθητής κατασκεύασε μια μικρογραφία της ακτίνας θανάτου του Αρχιμήδη.
Κατά τη διάρκεια της πολιορκίας των Συρακουσών μεταξύ 214 και 212 π.Χ., οι Έλληνες της Σικελίας αντιμετώπισαν τους Ρωμαίους χάρη στις πρωτοποριακές εφευρέσεις του Αρχιμήδη. Μια από τις πιο ενδιαφέρουσες εφευρέσεις του ήταν η «Ακτίνα φωτός», η οποία χρησιμοποιούνταν για να συγκεντρώνει το ηλιακό φως στα επερχόμενα εχθρικά πλοία, με αποτέλεσμα αυτά να παίρνουν φωτιά.
Τώρα, ένας 13χρονος μαθητής Γυμνασίου αποφάσισε να αποδείξει πώς θα μπορούσε να λειτουργήσει ένας τέτοιος μηχανισμός. Ο Μπρέντεν Σένερ από το Οντάριο του Καναδά, κέρδισε δύο μετάλλια για τη μινιατούρα που κατασκεύασε και παρουσίασε στην ετήσια έκθεση επιστήμης Matthews Hall 2023.

Η ακτίνα φωτός αποτελείται από μια μεγάλη σειρά καθρεφτών σχεδιασμένων να εστιάζουν και να στοχεύουν το φως του ήλιου σε έναν στόχο, όπως ένα πλοίο, και να προκαλούν φωτιά, σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Canadian Science Fair Journal».
Ο Σένερ έμαθε για τον αρχαίο Έλληνα εφευρέτη κατά τη διάρκεια οικογενειακών διακοπών στην Ελλάδα. Το 2022, ο μαθητής δημιούργησε τον «Κοχλία του Αρχιμήδη», μια εφεύρεση που χρησίμευε στην άντληση και μεταφορά νερού από ένα χαμηλό σημείο σε ένα ψηλότερο. Ωστόσο, όταν διάβασε για την φονική ακτίνα γοητεύτηκε τόσο πολύ που αποφάσισε να την αναβιώσει.
«Ο Αρχιμήδης ήταν τόσο μπροστά από την εποχή του με τις εφευρέσεις του. Και πραγματικά έφερε επανάσταση στην τεχνολογία εκείνη την εποχή, γιατί σκεφτόταν πράγματα που κανείς δεν είχε σκεφτεί πριν», είπε ο Σενέρ.
Δεν υπάρχουν αρχαιολογικές ενδείξεις ότι η συσκευή υπήρξε, όπως σημείωσε ο Σένερ στην εργασία του, αλλά πολλοί προσπάθησαν να αναδημιουργήσουν τον μηχανισμό.
Ο μαθητής κατασκεύασε μια επιτραπέζια έκδοση της φονικής ακτίνας, χρησιμοποιώντας μια σειρά από κοίλους καθρέφτες και λαμπτήρες γραφείου LED. Πραγματοποίησε τρεις δοκιμές με δύο διαφορετικές ισχύς λαμπτήρων, 50 Watt και 100 Watt. Διαπίστωσε ότι όταν χρησιμοποιούσε τα κάτοπτρα για να εστιάσει μια πηγή θερμότητας 50 Watt σε ένα κομμάτι χαρτόνι, η θερμοκρασία του στόχου μπορούσε να αυξηθεί κατά 2 βαθμούς Κελσίου με κάθε πρόσθετο καθρέφτη, μέχρι συνολικά τρεις καθρέφτες. Ωστόσο η προσθήκη ενός τέταρτου καθρέφτη προκάλεσε απότομη αύξηση της θερμοκρασίας κατά 8 βαθμούς Κελσίου. Όταν επανέλαβε το πείραμα με μια λάμπα 100 Watt, διαπίστωσε ότι η αλλαγή της θερμοκρασίας με κάθε καθρέφτη ήταν 4 βαθμοί Κελσίου μέχρι 3 καθρέφτες και επιπλέον 10 βαθμοί Κελσίου με τον τέταρτο καθρέφτη.
«Δεν ήμουν ακριβώς σίγουρος ποια θα ήταν τα αποτελέσματα. Περίμενα ότι θα υπήρχαν αυξήσεις στη θερμότητα, αλλά όχι τόσο δραστικές όσο ήταν όταν έκανα το πείραμά μου», είπε ο Σένερ.
Ο μαθητής είπε ότι βρήκε αυτά τα αποτελέσματα «αρκετά αξιοσημείωτα, καθώς υποδηλώνει ότι το φως πηγαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις και ότι το σχήμα του κοίλου καθρέφτη εστιάζει τα κύματα φωτός σε ένα μόνο σημείο».
Επαινώντας τον Σένερ για τις γνώσεις σχετικά με την ακτίνα του Αρχιμήδη, ο Κλιφ Χο, ανώτερος επιστήμονας στα Εθνικά Εργαστήρια Sandia, είπε ότι το έργο είναι «μια εξαιρετική αξιολόγηση των θεμελιωδών διαδικασιών».
Η εγκατάσταση είναι ένα εργαστήριο μηχανικής και επιστήμης με την Εθνική Διοίκηση Πυρηνικής Ασφάλειας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ στο Αλμπουκέρκι του Νέου Μεξικού.
«Αν και το πείραμα δεν προσφέρει τίποτα σημαντικά νέο στην επιστημονική βιβλιογραφία, τα ευρήματά του ήταν μια ωραία επιβεβαίωση του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής», είπε ο Χο.
Ο επιστήμονας είχε προτείνει μια διάσκεψη το 2014 για την ακτίνα, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι αν και η ιδέα είναι εφικτή, θα ήταν δύσκολο για τον Αρχιμήδη να την υλοποιήσει.
«Ο Σένερ δεν προσπάθησε να βάλει φωτιά σε κάτι, καθώς μια λάμπα θέρμανσης δεν παράγει αρκετή θερμότητα όσο ο ήλιος», πρόσθεσε.
Ο επιστήμονας πιστεύει ότι με τη χρήση των ακτίνων του ήλιου και ενός μεγαλύτερου κατόπτρου, «η θερμοκρασία θα αυξανόταν ακόμη πιο δραστικά και με ταχύτερο ρυθμό και θα προκαλούσε εύκολα φωτιά».
Η ακτίνα του Αρχιμήδη πιστεύεται ότι αποτελείτο από μια σειρά καθρεφτών ή γυαλισμένων ασπίδων. Ωστόσο, αυτή η θεωρία συχνά απορρίπτεται επειδή τα πλοία κινούνταν κατά τη διάρκεια της μάχης. Για να αναφλεγούν τα πλοία από τη θερμότητα που παραγόταν από τους καθρέφτες, θα έπρεπε να είναι ακίνητα και αγκυροβολημένα κοντά στην ακτή, δήλωσε στο CNN ο Θωμάς Χόνδρος, συνταξιούχος αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Αεροναυπηγών του Πανεπιστημίου Πατρών. Ο καθηγητής έχει μελετήσει τον Αρχιμήδη και τις εφευρέσεις του.
Παρόλα αυτά, ο Έλληνας καθηγητής βρήκε το έργο του Σένερ «ενδιαφέρον και καλά τεκμηριωμένο» και η πειραματική κατασκευή του εφήβου θα μπορούσε «να αποτελέσει τη βάση μιας συζήτησης για νέους φοιτητές».

‍