Bine ați venit la secțiunea noastră „Science Tank”. În această zonă a site-ului web, ne ocupăm de descoperiri relevante din lumea științei (fizică, matematică, informatică, medicină și multe altele) într-un mod interdisciplinar. Publicăm realizări importante din lume, cu un accent special pe mediul științific din Göttingen. Distrează-te și rămâi curios.
Estimarea evenimentelor viitoare este o sarcină dificilă. Spre deosebire de oameni, abordările de învățare automată nu sunt reglementate de o înțelegere naturală a fizicii. În sălbăticie, o succesiune plauzibilă de evenimente este supusă regulilor cauzalității, care nu pot fi derivate pur și simplu dintr-un set de antrenament finit. În această lucrare, cercetătorii (Imperial College London) propun un nou cadru teoretic pentru realizarea predicțiilor cauzale ale viitorului prin încorporarea informațiilor spațio-temporale într-un spațiu-timp Minkowski. Ei folosesc conceptul conului de lumină din teoria specială a relativității pentru a limita și traversa spațiul latent al modelului anarbitar. Ele demonstrează aplicații de succes în sinteza cauzală a imaginilor și predicția viitoarelor imagini video pe un set de date de imagine. Cadrul său este independent de arhitectură și sarcini și are garanții teoretice puternice pentru capacitățile cauzale.
Proiectul „Sistem de senzori optoacustici pentru monitorizarea perfuziilor” (Oase) al departamentului de tehnologie a senzorilor fotonici a ajuns în prima din cele două faze ale măsurii de finanțare inițială Go-Bio. În cadrul acestei licitații extrem de competitive de către BMBF, 41 din 178 de idei de proiecte cu potențial de inovație recunoscut au fost aprobate pentru faza exploratorie.
Ultimul articol a avut un răspuns frumos (mulțumesc pentru asta). Așadar, astăzi ceva din lumea „matematicii uitate” - distrează-te!
Aritmetica nu poate dovedi adesea unele dintre fortărețele sale prin mijloace vagi. În aceste cazuri avem nevoie de metode mai generale de algebră. Pentru acest tip de teoremă aritmetică, care este justificată algebric, există multe reguli pentru operațiile aritmetice prescurtate.
Multiplicarea vitezei:
Pe vremuri, când nu exista computer sau calculator, marii aritmetici foloseau multe trucuri algebrice simple; pentru a-ți ușura viața:
„X” este reprezentativ pentru înmulțire (am fost prea leneși pentru a încerca LaTeX :-))
Să ne uităm la:
988² =?
Îl poți rezolva în cap?
Este foarte simplu, să aruncăm o privire mai atentă:
988 x 988 = (988 + 12) x (998 -12) + 12² = 1000 x 976 + 144 = 976 144
De asemenea, este ușor de înțeles ce se întâmplă aici:
(a + b) (a - b) + b² = a² - b² + b² = a²
OK până acum, bine. Acum să încercăm să facem calculele rapid - chiar și combinații de genul
986 x 997, fără calculator!
986 x 997 = (986 - 3) x 1000 + 3 x 14 = 983 042
Ce s-a intamplat aici? Putem nota factorii după cum urmează:
Oamenii de știință au descoperit că curenții electrici se pot forma în moduri necunoscute anterior. Noile descoperiri ar putea permite cercetătorilor să aducă mai bine energia de fuziune care alimentează soarele și stelele pe Pământ.
Pentru o undă electrostatică plană care interacționează cu o singură specie într-o plasmă fără coliziune, conservarea impulsului implică conservarea curentului. Cu toate acestea, atunci când mai multe specii interacționează cu valul, ele pot schimba un impuls, rezultând într-un impuls curent. O formulă simplă, generală pentru acest curent condus este derivată în lucrarea fizicienilor. Ca exemple, ele arată cum pot fi conduși curenții pentru undele Langmuir în plasmele electron-pozitron-ion și pentru undele acustice-ion în plasmele electron-ion.
Astăzi ceva din categoria „matematică uitată”. Există întotdeauna relații de numere algebrice foarte interesante, care din păcate sunt rare sau deloc în curriculum, dar care extind înțelegerea numerelor și intuiția matematică.
Să presupunem că cineva vă cere să rezolvați următoarea ecuație fără instrumente tehnice.
Poti face asta?
Ok la prima vedere nu este atât de ușor. Dar când cunoașteți relația specială și interesantă dintre aceste numere, este foarte simplu:
Componentele din stânga ale ecuației sunt: 100 + 121 + 144 = 365; Cu alte cuvinte:
Ok, să folosim algebra simplă pentru a afla dacă putem găsi mai multe astfel de secvențe: primul număr pe care îl căutăm este „x":
Se spune că masa deuteronului este cu 0,1 miliarde de procente mai mică decât valoarea stocată în literatura de specialitate! La mai bine de 100 de ani de la descoperirea nucleului atomic, nu este încă clar cât de grele sunt exemplarele individuale. Echipa de cercetare condusă de Sascha Rau de la Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară din Heidelberg a reușit o „actualizare” excelentă.
Imagine sursă: Institutul Max Planck pentru Fizică Nucleară
Masele celor mai ușori nuclei atomici și masa electronilor sunt legate, iar valorile lor influențează observațiile din fizica atomică, fizica moleculară și fizica neutrino, precum și în metrologie. Valorile cele mai exacte pentru acești parametri fundamentali provin din spectrometria de masă Penning Fallen, care realizează incertitudini relative de masă de ordinul 10E (-11). Cu toate acestea, verificările de redundanță folosind datele din diferite experimente relevă inconsecvențe semnificative în masele protonului, deuteronului și helionului (nucleul heliului-3), sugerând că incertitudinea acestor valori ar fi putut fi subestimată.
Un articol interesant a apărut în Nature, 530-531 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02421-2
Au fost dezvoltate mici dispozitive care pot acționa ca picioarele micro-roboților ghidați cu laser. Compatibilitatea acestor dispozitive cu sistemele microelectronice sugerează o cale către producția în masă a microrobotaților autonomi.
În 1959, laureatul Nobel și vizionarul nanotehnologiei Richard Feynman a sugerat că ar fi interesant să „înghițim chirurgul” - adică să construim un robot mic care să se poată deplasa prin vasele de sânge pentru a efectua intervenții chirurgicale, dacă este necesar. Această viziune iconică a viitorului a subliniat speranțele moderne în domeniul roboticii de dimensiuni micrometrice: implementarea dispozitivelor autonome în medii pe care omologii lor macroscopici nu le pot atinge. Cu toate acestea, construirea unor astfel de roboți prezintă mai multe provocări, inclusiv dificultatea evidentă de asamblare a unei locomotive microscopice. Într-un articol din Nature, Miskin și colab. prin dispozitive alimentate electrochimic care propulsează microrobotații controlați cu laser printr-un lichid și care pot fi ușor integrați cu componentele microelectronice pentru a crea microroboți complet autonomi.
Un articol interesant al lui Dorothy Bishop a apărut în Natură 584: 9 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02275-8
Colectarea datelor simulate poate dezvălui moduri comune în care prejudecățile noastre cognitive ne conduc în rătăcire.
Au fost depuse numeroase eforturi în ultimul deceniu pentru a promova cercetări solide și credibile. Unii se concentrează pe schimbarea stimulentelor, cum ar fi schimbarea criteriilor de finanțare și publicare, pentru a favoriza știința deschisă în fața progreselor senzaționale. Dar trebuie acordată atenție și individului. Tendințele cognitive excesiv umane ne pot determina să vedem rezultate care nu există. Raționamentul defectuos duce la știință neglijentă, chiar și atunci când intențiile sunt bune.
Calculele precise ale structurii electronice sunt considerate a fi una dintre cele mai anticipate aplicații ale computerului cuantic, care va revoluționa chimia teoretică și alte domenii conexe. Folosind procesorul cuantic Google Sycamore, Google AI Quantum și colegii săi au efectuat o simulare variațională cuantică Eigenolver (VQE) a două probleme chimice la scară medie: energia de legare a lanțurilor de hidrogen (de dimensiuni mari ca H12) și mecanismul de izomerizare a diazolului ( vezi perspectiva lui Yuan). Simulările au fost efectuate pe până la 12 qubiți cu până la 72 de porți cu două qubituri și arată că este posibil să se obțină o precizie chimică atunci când VQE este combinat cu strategii de minimizare a erorilor. Componentele cheie ale algoritmului VQE propus sunt potențial scalabile la sisteme mai mari care nu pot fi simulate în mod clasic.
Ideea unui tânăr om de știință din Polonia a fost răsplătită.
Studentul Sebastian Machera dezvoltă o tehnologie care poate ajuta mulți pacienți, îmbunătățind în același timp procedurile medicale. Pentru cercetările sale a primit un premiu în prestigiosul concurs EUCYS (pentru cercetători remarcabili sub vârsta de 21 de ani). El își dezvoltă proiectul la Institutul de chimie fizică al Academiei Poloneze de Științe (PAN).
Sebastian Machera a decis la o vârstă fragedă să examineze mai atent bolile cardiovasculare. Această afecțiune este una dintre cele mai frecvente cauze de deces prematur în majoritatea țărilor dezvoltate.
Tânărul om de știință dorește să dezvolte un senzor care poate ajuta la diagnosticarea mai rapidă a persoanelor cu infarct. Ideea sa a fost recunoscută de juriul EUCYS. Cercetătorul a primit primul premiu în ediția poloneză a acestui prestigios concurs. Câștigătorul studiază la Universitatea de Medicină din Varșovia și biotehnologia la Universitatea Tehnică din Varșovia.
Pentru prima dată, oamenii de știință de la UMG și Clusterul de Excelență "Multimic Bioimagerie" (MBExC), precum și Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE) au reușit să creeze rețele neuronale cu funcții ale creierului uman din tulpina pluripotentă indusă de om. celule. Țesuturile cunoscute sub numele de organoizi neuronali bioinginerați (BENO) prezintă proprietățile morfologice ale creierului uman. De asemenea, dezvoltă funcții care sunt importante pentru dezvoltarea funcțiilor de învățare și memorie. Publicat în Nature Communications.
Sursa: University Medicine Göttingen: Imagini de la Zafeiriou și colab. (2020) Comutator de polaritate GABA și plasticitate neuronală în organoizi neuronali bioinginerați. Nat Commun, 11, 3791.
Stânga: Reprezentarea unui „organoid neuronal bioinginerat” (BENO) produs conform unuia dintre Zafeiriou și colab. procedura publicată; formarea structurii rețelei neuronale este arătată de colorarea proteinelor markerului neuronal (proteina 2 asociată cu microtubuli; albastru) și a neurofilamentului (verde), precum și a celulelor gliale (proteină acidă fibrilară glială; roșie). Scara: 0,5 mm. Dreapta: extinderea structurii rețelei neuronale într-un BENO. După ce proteina neurofilamentului este colorată, axonii neuronali sunt afișați în verde, activând neuronii glutamatergici în roșu și nucleii celulelor în albastru
Romanian
German
Arabic
Azerbaijani
Chinese (Traditional)
English
Esperanto
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Spanish
Ideea unui tânăr om de știință din Polonia a fost răsplătită.