Добро пожаловать в наш раздел «Science Tank». В этой области веб-сайта мы рассматриваем актуальные открытия из мира науки (физики, математики, информатики, медицины и многих других) на междисциплинарной основе. Мы публикуем важные достижения со всего мира, уделяя особое внимание научной среде в Геттингене. Получайте удовольствие и оставайтесь любопытными.
Оценка будущих событий - сложная задача. В отличие от людей подходы к машинному обучению не регулируются естественным пониманием физики. В дикой природе правдоподобная последовательность событий подчиняется правилам причинности, которые нельзя просто вывести из конечного обучающего набора. В этой статье исследователи (Имперский колледж Лондона) предлагают новую теоретическую основу для выполнения причинных предсказаний будущего путем встраивания пространственно-временной информации в пространство-время Минковского. Они используют концепцию конуса света из специальной теории относительности, чтобы ограничить и пересечь скрытое пространство произвольной модели. Они демонстрируют успешное применение в причинном синтезе изображений и предсказании будущих видеоизображений на основе набора данных изображения. Его структура не зависит от архитектуры и задачи и имеет строгие теоретические гарантии причинных возможностей.
Проект «Оптоакустическая сенсорная система для мониторинга инфузий» (Oase) отдела фотонных сенсорных технологий стал первым из двух этапов начального финансирования Go-Bio. В этом высококонкурентном тендере BMBF 41 из 178 проектных идей с узнаваемым инновационным потенциалом были одобрены для исследовательской фазы.
Последняя статья получила хороший отклик (спасибо). Так что сегодня кое-что из мира «забытой математики» - развлекайтесь!
Арифметика часто не может доказать некоторые из своих твердынь расплывчатыми средствами. В этих случаях нам нужны более общие методы алгебры. Для этих типов арифметических теорем, которые алгебраически обоснованы, возникает множество правил для сокращенных арифметических операций.
Умножение скорости:
В старые времена, когда не было компьютеров и калькуляторов, великие арифметики использовали множество простых алгебраических приемов; чтобы облегчить себе жизнь:
«X» обозначает умножение (нам было лень попробовать LaTeX :-))
Давайте посмотрим на:
988² =?
Вы можете решить это в своей голове?
Это очень просто, давайте разберемся:
988 x 988 = (988 + 12) x (998–12) + 12² = 1000 x 976 + 144 = 976 144
Также легко понять, что здесь происходит:
(a + b) (a - b) + b² = a² - b² + b² = a²
ОК, пока все хорошо. Теперь попробуем посчитать - даже такие комбинации, как
986 х 997, без калькулятора!
986 х 997 = (986 - 3) х 1000 + 3 х 14 = 983
Что здесь случилось? Мы можем записать факторы следующим образом:
Ученые обнаружили, что электрические токи могут образовываться ранее неизвестными способами. Новые открытия могут позволить исследователям лучше переносить на Землю термоядерную энергию, питающую Солнце и звезды.
Для плоской электростатической волны, взаимодействующей с одним компонентом в бесстолкновительной плазме, сохранение импульса означает сохранение тока. Однако, когда несколько видов взаимодействуют с волной, они могут обмениваться импульсами, в результате чего возникает ток. Простая общая формула для этого управляемого тока выведена в работах физиков. В качестве примеров они показывают, как можно управлять токами для ленгмюровских волн в электрон-позитрон-ионной плазме и для ионно-звуковых волн в электрон-ионной плазме.
Сегодня что-то из разряда «забытая математика». Всегда есть очень интересные отношения алгебраических чисел, которые, к сожалению, редко или вообще отсутствуют в учебной программе, но которые расширяют понимание чисел и математическую интуицию.
Допустим, кто-то просит вас решить следующее уравнение без каких-либо технических инструментов.
Можешь так сделать?
Хорошо, на первый взгляд, не все так просто. Но когда вы знаете особую и интересную взаимосвязь между этими числами, все действительно просто:
Хорошо, давайте воспользуемся простой алгеброй, чтобы выяснить, сможем ли мы найти больше таких последовательностей: Первое число, которое мы ищем, это "x":
Считается, что масса дейтрона на 0,1 миллиардной доли процента меньше значения, хранящегося в специальной литературе! Спустя более 100 лет после открытия атомного ядра до сих пор неясно, насколько тяжелы отдельные экземпляры. Исследовательской группе под руководством Саши Рау из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге удалось сделать отличное «обновление».
Исходное изображение: Институт ядерной физики Макса Планка
Массы самых легких атомных ядер и масса электрона связаны, и их значения влияют на наблюдения в атомной физике, молекулярной физике и нейтринной физике, а также в метрологии. Наиболее точные значения этих фундаментальных параметров получены с помощью масс-спектрометрии Пеннинга Фоллена, которая позволяет получить относительную погрешность массы порядка 10E (-11). Однако проверки избыточности с использованием данных из различных экспериментов выявляют значительные несоответствия в массах протона, дейтрона и гелиона (ядра гелия-3), предполагая, что неопределенность этих значений могла быть недооценена.
Интересная статья появилась в Nature, 530-531 (2020); DOI: 10.1038 / d41586-020-02421-2
Были разработаны крошечные устройства, которые могут действовать как ноги микророботов с лазерным управлением. Совместимость этих устройств с микроэлектронными системами предлагает путь к массовому производству автономных микророботов.
В 1959 году лауреат Нобелевской премии и провидец в области нанотехнологий Ричард Фейнман предположил, что было бы интересно «проглотить хирурга», то есть построить крошечного робота, который мог бы перемещаться по кровеносным сосудам для выполнения операции в случае необходимости. Это знаковое видение будущего подчеркивает современные надежды в области робототехники микрометрового размера: развертывание автономных устройств в средах, недоступных для их макроскопических аналогов. Однако создание таких роботов сопряжено с рядом проблем, включая очевидную сложность сборки микроскопического локомотива. В статье в Nature Miskin et al. с помощью устройств с электрохимическим приводом, которые перемещают управляемых лазером микророботов через жидкость и которые могут быть легко интегрированы с микроэлектронными компонентами для создания полностью автономных микророботов.
Увлекательная статья Дороти Бишоп появилась в природа 584: 9 (2020); DOI: 10.1038 / d41586-020-02275-8
Сбор смоделированных данных может выявить общие способы, которыми наши когнитивные предубеждения сбивают нас с пути.
За последнее десятилетие были предприняты многочисленные усилия по продвижению надежных и достоверных исследований. Некоторые сосредотачиваются на изменении стимулов, например, путем изменения критериев финансирования и публикации, чтобы отдать предпочтение открытой науке, а не сенсационным открытиям. Но нужно обращать внимание и на человека. Чрезмерно человеческие когнитивные предубеждения могут привести нас к результатам, которых нет. Ошибочные рассуждения приводят к неаккуратной науке, даже если намерения хороши.
Точные расчеты электронной структуры считаются одним из наиболее ожидаемых приложений квантового компьютера, который произведет революцию в теоретической химии и других смежных областях. Используя квантовый процессор Google Sycamore, Google AI Quantum и его сотрудники выполнили моделирование с помощью вариационного квантового собственного вычислителя (VQE) двух средних химических проблем: энергии связи водородных цепочек (размером с H12) и механизма изомеризации диазола ( см. точку зрения Юаня). Моделирование проводилось на 12 кубитах с 72 двухкубитными вентилями и показало, что можно достичь химической точности, когда VQE сочетается со стратегиями минимизации ошибок. Ключевые компоненты предложенного алгоритма VQE потенциально масштабируемы для более крупных систем, которые нельзя моделировать классическим способом.
Идея молодого ученого из Польши была вознаграждена.
Студент Себастьян Машера разрабатывает технологию, которая может помочь многим пациентам, улучшая медицинские процедуры. За свои исследования он получил награду на престижном конкурсе EUCYS (для выдающихся исследователей в возрасте до 21 года). Он развивает свой проект в Институте физической химии Польской академии наук (PAN).
Себастьян Машера в раннем возрасте решил поближе познакомиться с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Эта клиническая картина - одна из наиболее частых причин преждевременной смерти в большинстве высокоразвитых стран.
Молодой ученый хочет разработать сенсор, который поможет быстрее диагностировать сердечный приступ. Его идея получила признание жюри EUCYS. Исследователь получил первую премию в польском издании этого престижного конкурса. Лауреат учится в Варшавском медицинском университете и учится на биотехнологии в Варшавском техническом университете.
Впервые ученые из UMG и Кластера передового опыта «Multiscale Bioimaging» (MBExC), а также из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE) смогли создать нейронные сети с функциями человеческого мозга из индуцированного человеком плюрипотентного ствола. клетки. Ткани, известные как биоинженерные нейрональные органоиды (BENO), демонстрируют морфологические свойства человеческого мозга. Они также развивают функции, важные для развития функций обучения и памяти. Опубликовано в Nature Communications.
Источник: Медицинский центр Геттингенского университета: изображения Zafeiriou et al. (2020) Переключатель полярности ГАМК и пластичность нейронов в биоинженерных нейрональных органоидах. Нац Коммуна, 11, 3791.
Слева: изображение «Биоинженерный нейрональный органоид» (BENO), полученный согласно одному из Zafeiriou et al. опубликованная процедура; Формирование структуры нейронной сети показано по окраске нейронных маркерных белков (белок 2, связанный с микротрубочками; синий) и нейрофиламента (зеленый), а также глиальных клеток (глиальный фибриллярный кислый белок; красный). Масштаб: 0,5 мм. Справа: увеличение структуры нейронной сети в BENO. После того, как белок нейрофиламента окрашен, аксоны нейронов показаны зеленым цветом, активирующие глутаматергические нейроны - красным, а ядра клеток - синим.
Russian
German
Arabic
Azerbaijani
Chinese (Traditional)
English
Esperanto
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Spanish
Идея молодого ученого из Польши была вознаграждена.