ברוכים הבאים לחלק "טנק המדע" שלנו. בתחום זה של האתר אנו מתמודדים עם תגליות רלוונטיות מעולם המדע (פיזיקה, מתמטיקה, מדעי המחשב, רפואה ועוד) באופן בין תחומי. אנו מפרסמים הישגים חשובים מהעולם תוך התמקדות מיוחדת בסביבה המדעית בגטינגן. תיהנו ותישארו סקרנים.
הערכת אירועים עתידיים היא משימה קשה. בניגוד לבני אדם, גישות למידת מכונה אינן מוסדרות על ידי הבנה טבעית של הפיזיקה. בטבע, רצף אירועים מתקבל על הדעת כפוף לכללי הסיבתיות, שלא ניתן להפיק מהם פשוט מערך אימונים סופי. במאמר זה, החוקרים (Imperial College London) מציעים מסגרת תיאורטית חדשה לביצוע תחזיות סיבתיות לעתיד על ידי הטמעת מידע מרחבי זמן בזמן המינקובסקי. הם משתמשים במושג חרוט האור מתורת היחסות המיוחדת כדי להגביל את המרחב הסמוי של המודל האנטרביטרי. הם מדגימים יישומים מוצלחים בסינתזת תמונות סיבתית וניבוי תמונות וידאו עתידיות במערך נתוני תמונות. המסגרת שלה אינה תלויה בארכיטקטורה ובמשימה ויש לה ערבויות תיאורטיות חזקות ליכולות סיבתיות.
פרויקט "מערכת חיישנים אופטואקוסטית לניטור חליטות" (Oase) של המחלקה לטכנולוגיית חיישנים פוטוניים הפך אותה לשלב הראשון משני השלבים של אמצעי המימון המקורי של גו-ביו. במכרז תחרותי מאוד זה של BMBF אושרו לשלב החקר 41 מתוך 178 רעיונות לפרויקטים בעלי פוטנציאל חדשני מוכר.
לכתבה האחרונה הייתה תגובה נחמדה (תודה על כך). אז היום משהו מעולם ה"מתמטיקה הנשכחת "- תהנו!
חשבון לעתים קרובות אינו יכול להוכיח חלק ממעוזיה באמצעים מעורפלים. במקרים אלה אנו זקוקים לשיטות אלגברה כלליות יותר. למשפט חשבון מסוג זה, שמוצדק באופן אלגברי, ישנם כללים רבים לביצוע פעולות חשבון מקוצרות.
כפל מהירות:
בימים ההם שבהם לא היה מחשב או מחשבון, נהגו חשבון גדול להשתמש בטריקים אלגבריים פשוטים רבים; כדי להקל על חייך:
ה- "x" מייצג את הכפל (היינו עצלנים מדי לנסות את LaTeX :-))
בוא נסתכל על:
988² =?
אתה יכול לפתור את זה בראש שלך?
זה פשוט מאוד, בואו נסתכל מקרוב:
988 x 988 = (988 + 12) x (998 -12) + 12² = 1000 x 976 + 144 = 976 144
קל גם להבין מה קורה כאן:
(a + b) (a - b) + b² = a² - b² + b² = a²
בסדר עד כה טוב. עכשיו בואו ננסה לעשות את המתמטיקה במהירות - אפילו שילובים כמו
מדענים גילו כי זרמים חשמליים יכולים להיווצר בדרכים שלא היו ידועות בעבר. הממצאים החדשים יכולים לאפשר לחוקרים להביא טוב יותר את אנרגיית ההיתוך שמניעה את השמש והכוכבים לכדור הארץ.
עבור גל אלקטרוסטטי מישורי המתקשר עם מין יחיד בפלזמה ללא התנגשות, שימור המומנטום מרמז על שימור הזרם. עם זאת, כאשר מספר מינים מתקשרים עם הגל, הם יכולים להחליף דחף, וכתוצאה מכך כונן נוכחי. נוסחה כללית פשוטה לזרם מונע זה נגזרת בעבודתם של הפיזיקאים. כדוגמאות, הם מראים כיצד ניתן להניע זרמים עבור גלי לנגמויר בפלזמות אלקטרונים-פוזיטרונים-יונים ולגלי יונים-אקוסטיים בפלזמות אלקטרונים-יונים.
היום משהו מהקטגוריה "מתמטיקה נשכחת". תמיד ישנם קשרי מספרים אלגבריים מעניינים מאוד שלמרבה הצער לעתים נדירות או בכלל לא בתוכנית הלימודים, אך מרחיבים את הבנת המספרים והאינטואיציה המתמטית.
נניח שמישהו יבקש ממך לפתור את המשוואה הבאה ללא כל כלים טכניים.
האם אתה יכול לעשות זאת?
בסדר ממבט ראשון זה לא כל כך קל. אבל כשיודעים את הקשר המיוחד והמעניין בין המספרים הללו, זה ממש פשוט:
המרכיבים השמאליים של המשוואה הם: 100 + 121 + 144 = 365; במילים אחרות:
אוקי, בואו נשתמש באלגברה פשוטה כדי לברר אם אנו יכולים למצוא עוד רצפים כאלה: המספר הראשון שאנחנו מחפשים הוא "x":
מסה של הדויטרון אמורה להיות 0,1 מיליארד אחוזים פחות מהערך המאוחסן בספרות המומחים! יותר ממאה שנה לאחר גילוי גרעין האטום, עדיין לא ברור עד כמה דגימות בודדות כבדות. צוות המחקר בראשותו של סשה ראו ממכון מקס פלאנק לפיזיקה גרעינית בהיידלברג הצליח לבצע "עדכון" מצוין.
תמונת המקור: מכון מקס פלאנק לפיזיקה גרעינית
מסות הגרעינים האטומיים הקלים ביותר ומסת האלקטרונים מקושרים, וערכיהם משפיעים על תצפיות בפיזיקה אטומית, בפיזיקה מולקולרית ובפיזיקה ניטרינו, כמו גם במטרולוגיה. הערכים המדויקים ביותר עבור פרמטרים בסיסיים אלה מגיעים מספקטרומטריית מסה של Penning Fallen, שמשיגה אי וודאות מסה יחסית בסדר גודל של 10E (-11). עם זאת, בדיקות יתירות המשתמשות בנתונים מניסויים שונים מגלות חוסר עקביות משמעותי בהמוני הפרוטון, דויטרון והליון (ליבת הליום -3), דבר המצביע על כך שאולי הזלזל בחוסר הוודאות בערכים אלה.
מאמר מרגש הופיע בטבע, 530-531 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02421-2
פותחו מכשירים זעירים שיכולים לשמש כרגליים של מיקרו-רובוטים בשליטת לייזר. התאימות של מכשירים אלה למערכות מיקרו-אלקטרוניות מעידה על דרך לייצור המוני של מיקרו-רובוטים אוטונומיים.
בשנת 1959, איש פרס הנובל וחזון הננוטכנולוגיה, ריצ'רד פיינמן, הציע כי יהיה מעניין "לבלוע את המנתח" - כלומר לבנות רובוט זעיר שיכול לעבור בכלי הדם כדי לבצע ניתוח במידת הצורך. חזון העתיד האיקוני הזה הדגיש את התקוות המודרניות בתחום הרובוטיקה של המיקרומטר: לפרוס מכשירים אוטונומיים בסביבות שמקביליהן המקרוסקופיים לא יכולים להגיע אליהן. עם זאת, בניית רובוטים כאלה מציבה כמה אתגרים, כולל הקושי הברור בהרכבת קטר מיקרוסקופי. במאמר ב- Nature, Miskin et al. באמצעות מכשירים המופעלים באמצעות אלקטרוכימיה המניעים מיקרו-רובוטים הנשלטים על ידי לייזר דרך נוזל ואפשר לשלב אותם בקלות עם רכיבים מיקרו-אלקטרוניים ליצירת מיקרו-רובוטים אוטונומיים לחלוטין.
מאמר מרגש מאת דורותי בישופ הופיע ב טבע 584: 9 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02275-8
איסוף נתונים מדומים יכול לחשוף דרכים נפוצות בהן ההטיות הקוגניטיביות שלנו מביאות אותנו שולל.
בעשור האחרון נעשו מאמצים רבים לקידום מחקר אמין ואמין. חלקם מתמקדים בשינוי תמריצים, כגון שינוי קריטריונים למימון ולפרסום, כדי להעדיף מדע פתוח על פני פריצות דרך מרעישות. אך יש לשים לב גם לאדם. הטיות קוגניטיביות אנושיות מדי יכולות להוביל אותנו לראות תוצאות שאינן שם. נימוקים לקויים מובילים למדע מרושל, גם כאשר הכוונות טובות.
חישובי מבנים אלקטרוניים מדויקים נחשבים לאחד היישומים הצפויים ביותר של המחשב הקוונטי, אשר יחולל מהפכה בכימיה התיאורטית ובתחומים קשורים אחרים. באמצעות המעבד הקוונטי של Google Sycamore, Google AI Quantum ועמיתים לעבודה ביצעו הדמיית Variable Quantum Eigenolver (VQE) של שתי בעיות כימיות בקנה מידה בינוני: אנרגיית הקישור של שרשראות מימן (גדולה כמו H12) ומנגנון האיזומריזציה של דיאזול ( ראה את נקודת המבט של יואן). הסימולציות בוצעו על עד 12 קוביטים עם עד 72 שערים דו-קווביטיים ומראים כי ניתן להשיג דיוק כימי כאשר VQE משולב עם אסטרטגיות למזעור שגיאות. מרכיבי המפתח באלגוריתם ה- VQE המוצע ניתנים להרחבה למערכות גדולות יותר שלא ניתן לדמות באופן הקלאסי.
הסטודנט סבסטיאן מאצ'רה מפתח טכנולוגיה שיכולה לעזור לחולים רבים תוך שיפור הליכים רפואיים. על מחקריו הוא קיבל פרס בתחרות EUCYS היוקרתית (לחוקרים מצטיינים מתחת לגיל 21). הוא מפתח את הפרויקט שלו במכון לכימיה פיזיקלית של האקדמיה הפולנית למדעים (PAN).
סבסטיאן מאצ'רה החליט כבר בגיל צעיר לבחון מקרוב מחלות לב וכלי דם. תמונה קלינית זו היא אחד הגורמים השכיחים ביותר למוות בטרם עת במדינות המפותחות ביותר.
המדען הצעיר רוצה לפתח חיישן שיכול לעזור לאבחן אנשים עם התקף לב במהירות רבה יותר. הרעיון שלו הוכר על ידי חבר המושבעים EUCYS. החוקר קיבל פרס ראשון במהדורה הפולנית של תחרות יוקרתית זו. הזוכה לומד באוניברסיטה הרפואית בוורשה וביוטכנולוגיה באוניברסיטה הטכנית בוורשה.
לראשונה, מדענים מ- UMG ואשכול המצוינות "הדמיה ביולוגית רב-סקלית" (MBExC) וכן המרכז הגרמני למחלות ניווניות ניווניות (DZNE) הצליחו ליצור רשתות עצביות עם פונקציות של המוח האנושי מגזע פלוריפוטנטי אנושי המושרה. תאים. הרקמות המכונות אורגנואידים עצביים ביו-מהונדסים (BENO) מציגות את התכונות המורפולוגיות של המוח האנושי. הם גם מפתחים פונקציות החשובות להתפתחות פונקציות למידה וזיכרון. פורסם בתקשורת טבע.
מקור: המרכז הרפואי האוניברסיטאי גטינגן: תמונות של Zafeiriou et al. (2020) מתג קוטביות של GABA ופלסטיות עצבית באורגניאידים עצביים ביו-מהונדסים. נאט קומון, 11, 3791.
משמאל: ייצוג של "אורגנואיד עצבי ביו-מהונדס" (BENO) המיוצר על פי אחד של Zafeiriou et al. נוהל שפורסם; היווצרות מבנה הרשת העצבית מוצגת על ידי צביעה של חלבוני סמן עצביים (חלבון 2 הקשור למיקרובולה; כחול) ונוירופילמנט (ירוק) וכן תאי גליה (חלבון חומצי סיבי גלילי; אדום). קנה מידה: 0,5 מ"מ. מימין: הגדלת מבנה הרשת העצבית ב- BENO. לאחר צביעת חלבון הנוירופילמנט, אקסונים עצביים מוצגים בירוק, ומפעילים נוירונים גלוטמטרגיים באדום וגרעיני תאים בכחול
Hebrew
German
Arabic
Azerbaijani
Chinese (Traditional)
English
Esperanto
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Spanish
הרעיון של מדען צעיר מפולין זכה לתגמול.