Het is zaterdag, wat betekent dat in een universum waar de pijl van de tijd achteruit beweegt, mensen morgen naar hun werk moeten. In zo’n hypothetisch universum heeft Garfield een hekel aan vrijdag – moeilijk voor te stellen. Deze week hebben we gekeken naar honderden baanbrekende wetenschappelijke ontwikkelingen, waarvan ik er hier vier heb benadrukt, waaronder een nieuwe geo-engineeringstudie, een doorbraak in kwantuminfosec en het luisteren naar de melodieuze dromen van vogels.

Wolken beangstigen

Tijdens de zonsverduistering op maandag, toen het licht in Brooklyn zwakker werd en de temperatuur merkbaar acht graden daalde, viel het me op:de zon blokkeren is een geweldige manier om de atmosfeer af te koelen (ik heb een associate degree van een erkend junior college ). Het blijkt dat onderzoekers geo-engineeringbenaderingen al tientallen jaren met belangstelling (en vaak met pure angst) bestuderen.

Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Birmingham die de verheldering van mariene wolken modelleren, vastgesteld dat dit vooral werkt door de hoeveelheid bewolking te vergroten, wat tot wel 90% van het koeleffect voor zijn rekening neemt. Eerdere modellen concentreerden zich vooral op het effect van aërosolinjectie om de helderheid van de wolken te vergroten en het zonlicht terug te reflecteren naar de plek waar het vandaan kwam. Het idee is om kleine, reflecterende deeltjes in de atmosfeer te spuiten, die zich vermengen met wolken en hun helderheid vergroten; Er zijn experimenten aan de gang in Australië terwijl oceanische onderzoekers proberen de verbleking van het Great Barrier Reef te verminderen.

In de huidige studie bestudeerden de onderzoekers de natuurlijke aërosolinjectie vanaf de uitbarsting van Kilauea op Hawaï met behulp van machine learning-modellen, satellietgegevens en historische meteorologische gegevens. Tijdens periodes van vulkanische activiteit schatten ze dat de bewolking tot 50% toenam en een verkoelend effect veroorzaakte van wel -10 W m ^-2 regionaal.

Figuur geactualiseerd

Onderzoekers van de Universiteit van Buenos Aires hebben hun twintig jaar onderzoek naar de spieractivatie van vogels gebruikt om neurale gegevens van een bewusteloze vogel die droomt van een territoriale confrontatie om te zetten in synthetisch vogelgezang. Tijdens het slapen vertonen vogels activiteitspatronen in hun spieren die overeenkomen met bekend gedrag, inclusief signalen naar de spieren die verband houden met vocalisatie.

Op dezelfde manier vertonen mensen en andere dieren tijdens dromen spieractivaties die analoog zijn aan wakkere activiteiten. De vogel, een vliegenvanger die een grote kiskadee wordt genoemd (genoemd naar zijn kenmerkende lied), werd gekozen vanwege zijn goed bestudeerde fysieke zangmechanismen. Terwijl de vogel sliep, merkten de onderzoekers op dat hij zijn verentop ophief in een gebaar dat verband hield met territoriaal gedrag; Met behulp van een dynamisch model van het suboscine-vocale apparaat transformeerden de onderzoekers gegevens afkomstig van de spieractiviteit van de vogel in de kenmerkende territoriale roep van de grote kiskadee.

"Ik voelde veel empathie toen ik me voorstelde dat die eenzame vogel een territoriumconflict in zijn droom nabootste. We hebben meer gemeen met andere soorten dan we gewoonlijk herkennen", zegt studieauteur Gabriel Mindlin.

Snooker denkbeeldig

Onderzoekers gebruiken een geïdealiseerd biljartspel al lang als model voor wiskundige en natuurkundige verschijnselen. Als we bijvoorbeeld uitgaan van een perfecte biljarttafel en een perfect bolvormige speelbal zonder wrijving, zal de bal voor altijd van de wanden van de tafel afketsen.

Vragen die theoretici onderzoeken, omvatten zaken als:"Keert de bal ooit terug naar zijn startpunt?" "Komt de bal ooit elk punt op tafel aan?" En wat gebeurt er als je het startpunt of de hoek van de eerste opname verandert?

Deze vragen zijn toepasbaar in veel wiskundige contexten, inclusief verkenningen van chaos. Nu heeft een groep onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam dit gedachte-experiment aangepast met een nieuwe beperking:wat als de bal nooit zijn eigen pad mocht kruisen? Het gevolg is dat de omvang van de tafel steeds kleiner wordt. De nieuwe beperking laat zien dat de bal uiteindelijk via zijn eigen pad op de tafel vast komt te zitten, en dat de kans groter is dat hij in sommige delen van de tafel vast komt te zitten dan in andere.

Dit is interessant voor biologen, omdat veel soorten hun eigen pad volgen tijdens het zoeken naar voedsel, bijvoorbeeld om eerder onderzochte gebieden te vermijden. De onderzoekers wijzen erop dat eencellige slijmzwammen dergelijke zelfvermijdende paden gebruiken. "De resultaten zouden ons helpen deze biologische systemen beter te begrijpen, en misschien zelfs de lessen te integreren die we leren om deze vorm van biljart met geheugen te optimaliseren voor gebruik in robots", zegt co-auteur Mazi Jalaal.

Quanta betoverd

Natuurkundigen van de Universiteit van Oxford weten dat je momenteel geen kwantumcomputer in huis hebt, maar als je die wel hebt, denken ze dat je waarschijnlijk foto's en dergelijke naar de cloud wilt uploaden. Ik bedoel, er staan ​​een aantal enorme uitdagingen te wachten voor quantum computing, zoals het vinden van een qubit die coherent blijft bij temperaturen boven het absolute nulpunt, om te beginnen. Maar hypothetisch gezien, als ze dat wel zouden doen, en het mogelijk zou zijn om huishoudelijke apparaten op grote schaal te produceren met quantumcomputerhardware, zou je willen dat je cloudverbinding veilig is.

De onderzoekers beschrijven 'blinde kwantumcomputing', een vooruitgang in veilige kwantumnetwerken waarbij gebruik wordt gemaakt van gevangen ionen en afzonderlijke fotonen. In het laboratorium verbonden ze een quantumcomputerserver met een fotonendetector via een glasvezelnetwerkverbinding. Met hun systeem is het mogelijk om toegang te krijgen tot kwantumsystemen op afstand, vertrouwelijke informatie te verwerken met behulp van geheime algoritmen en te verifiëren dat de resultaten correct zijn zonder geheime informatie te onthullen.

Berekeningen brengen correcties met zich mee die moeten worden toegepast op alle volgende berekeningen, waarbij realtime informatie nodig is om aan het algoritme te voldoen. Ze stellen zich een apparaat voor dat op een laptop kan worden aangesloten om gegevens te beschermen tijdens het gebruik van kwantumcloudservices.

© 2024 Science X Netwerk