Lørdagscitater:At lytte til fugledrømme, sikre qubits, forestille sig umuligt billard

Det er lørdag, hvilket betyder, at i et univers, hvor tidens pil bevæger sig bagud, skal folk på arbejde i morgen. I sådan et hypotetisk univers hader Garfield fredage - svært at forestille sig. I denne uge har vi set på flere hundrede banebrydende videnskabelige udviklinger, hvoraf fire jeg har fremhævet her, inklusive et nyt geoingeniørstudie, et kvante-infosek-gennembrud og lytte til fuglenes melodiske drømme.

Skyer infrigide

Under solformørkelsen i mandags, da lyset på tværs af Brooklyn blev svagere, og temperaturen faldt mærkbart otte grader, gik det op for mig:Blokering af solen er en fantastisk måde at afkøle atmosfæren på (jeg har en associate's degree fra et akkrediteret junior college ). Som det viser sig, har forskere i årtier overvejet geoengineering-tilgange med interesse (og ofte ren terror).

Nu har forskere ved University of Birmingham, der modellerer marine skyer, fastslået, at det mest virker ved at øge mængden af ​​skydække, hvilket tegner sig for op til 90% af dets køleeffekt. Tidligere modeller fokuserede mest på effekten af ​​aerosolinjektion for at øge skyens lysstyrke og reflektere sollys lige for helvede tilbage, hvor det kom fra. Idéen er at sprøjte bittesmå, reflekterende partikler ind i atmosfæren, som blandes med skyer og øger deres lysstyrke; eksperimenter er i gang i Australien, mens oceaniske forskere forsøger at reducere blegning af Great Barrier Reef.

I den aktuelle undersøgelse undersøgte forskerne naturlig aerosolinjektion fra udbruddet af Kilauea i Hawai'i ved hjælp af maskinlæringsmodeller, satellitdata og historiske meteorologiske data. I perioder med vulkansk aktivitet vurderer de, at skydækket steg op til 50 % og producerede en køleeffekt på op til -10 W m ^-2 regionalt.

Figment aktualiseret

Forskere fra University of Buenos Aires udnyttede deres 20 års forskning i fuglemuskulær aktivering til at omdanne neurale data fra en bevidstløs fugl, der drømmer om en territorial konfrontation, til syntetisk fuglesang. Mens de sover, udviser fugle aktivitetsmønstre i deres muskler, der svarer til kendt adfærd, herunder signaler til muskulaturen relateret til vokalisering.

På samme måde udviser mennesker og andre dyr muskelaktiveringer under drømme, der er analoge med vågne aktiviteter. Fuglen, en fluesnapper kaldet en stor kiskadee (opkaldt efter sin signatursang), blev valgt for sine velstuderede fysiske sangmekanismer. Mens fuglen sov, observerede forskerne, at den løftede sin fjerkammen i en gestus forbundet med territorial adfærd; ved hjælp af en dynamisk model af det suboscine vokale apparat transformerede forskerne data fra fuglens sprøjtemuskelaktivitet til den store kiskadees karakteristiske territoriale kald.

"Jeg følte stor empati ved at forestille mig, at den ensomme fugl genskabte en territorial strid i sin drøm. Vi har mere til fælles med andre arter, end vi normalt genkender," siger studieforfatter Gabriel Mindlin.

Snooker imaginært

Forskere har længe brugt et idealiseret spil billard som model for matematik- og fysikfænomener. Hvis man for eksempel antager et perfekt billardbord og en perfekt kugleformet stødbold uden friktion, vil bolden rikochere for evigt fra bordets vægge.

Spørgsmål, som teoretikere udforsker, omfatter ting som:"Vender bolden nogensinde tilbage til sit udgangspunkt?" "Besøger bolden nogensinde hvert punkt på bordet?" Og hvad sker der, hvis du varierer dets udgangspunkt eller vinklen på det indledende skud?

Disse spørgsmål er anvendelige i mange matematiske sammenhænge, ​​herunder udforskning af kaos. Nu har en gruppe forskere ved University of Amsterdam modificeret dette tankeeksperiment med en ny begrænsning:Hvad nu hvis bolden blev forhindret i nogensinde at krydse sin egen vej? Resultatet er, at bordets størrelse bliver stadig mindre. Den nye begrænsning afslører, at bolden til sidst bliver fanget på bordet af sin egen vej, og at den er mere tilbøjelig til at blive fanget i nogle dele af bordet end andre.

Dette er interessant for biologer, fordi mange arter sporer deres egne stier, mens de søger efter føde - for eksempel for at undgå tidligere udforskede områder. Forskerne påpeger, at encellede slimforme bruger sådanne selvundgående stier. "Resultaterne ville hjælpe os til bedre at forstå disse biologiske systemer og måske endda inkorporere de erfaringer, vi lærer, for at optimere denne form for billard med hukommelse til brug i robotter," siger medforfatter Mazi Jalaal.

Quanta ensorcelled

Fysikere ved Oxford University ved, at du i øjeblikket ikke har en kvantecomputer i dit hjem, men hvis du havde, tror de, at du sandsynligvis ville uploade billeder og andet til skyen. Jeg mener, der er nogle skræmmende udfordringer forude for kvanteberegning, som at finde en qubit, der forbliver sammenhængende ved temperaturer over det absolutte nulpunkt, bare for det første. Men hypotetisk, hvis de gjorde det, og det var muligt at masseproducere husholdningsapparater med quantum computing hardware, ville du ønske, at din cloudforbindelse var sikker.

Forskerne beskriver "blind quantum computing", et fremskridt inden for sikker kvantenetværk ved hjælp af fangede ioner og enkelte fotoner. I laboratoriet tilsluttede de en kvantecomputerserver med en fotondetektor via en fibernetværksforbindelse. Med deres system er det muligt at få adgang til fjerntliggende kvantesystemer, behandle fortrolig information ved hjælp af hemmelige algoritmer og verificere, at resultaterne er korrekte uden at afsløre hemmelig information.

Beregninger medfører rettelser, der skal anvendes på alle efterfølgende beregninger, hvilket kræver realtidsinformation for at overholde algoritmen. De forestiller sig en enhed, der kan tilsluttes en bærbar computer for at beskytte data, mens de bruger kvanteskytjenester.

© 2024 Science X Network