Non ogni progresso scientifico è annunciata come una svolta rivoluzionaria, perché la scienza per lo più progredisce in modo incrementale. Certo, alcuni di alto profilo storie preso la parte del leone l’attenzione di quest’anno. Ma c’è ancora un sacco di nifty di ricerca in corso, che merita un cenno di apprezzamento. Qui ci sono dieci dei nostri preferiti fresco scienza storie che si può avere perso nel 2015.
È Questa la Prima Immagine della Luce Sia come Particella e Onda?
All’inizio dell’anno, la prima fotografia di luce come una particella e un’onda allo stesso tempo, è andato virale — ma abbiamo imparato presto la verità era un po ‘ più sfumata. Creato da un team di ricerca guidato da Fabrizio Carbone al politecnico di LOSANNA, l’esperimento aggiunto un tocco in più al classico effetto fotoelettrico, il che spiega perché, per esempio, la luce UV di colpire un bersaglio metallico emette elettroni. Vale a dire: la luce reperti sia di particelle e di onde come comportamento.
Questo sembrava positivamente rivoluzionario, dal momento che una pietra miliare della meccanica quantistica è che non si possono vedere sia particella e onda aspetti allo stesso tempo. Come Ben Stein spiegato all’Interno del Science News, l’immagine è in realtà un sacco di fotoni (le particelle elementari di luce) fotografato insieme, con alcuni che agiscono come particelle e altri che agiscono come le onde. Non è la stessa fotoni che espongono la loro duplice natura contemporaneamente. Forse non era così sconvolgente di una svolta, come Internet, originariamente pensato, ma è ancora maledettamente cool immagine. [Carta]
Credito: Luc Arnal
La Scienza di Urlare
Ognuno trova il suono di un essere umano urlo acuto e stridente. Uno studio condotto da neuroscienziati presso la New York University ha suggerito che questo potrebbe avere qualcosa a che fare con la qualità acustica di un uomo urlare attiva il cervello della risposta di paura. La chiave è una proprietà del suono conosciuto come rugosità che si riferisce a quanto velocemente un suono cambia in volume. Per co-autore Luc Arnal, normale discorso è molto lento differenze di volume (tra i 5 e i 5 Hz), mentre urla mostra più velocemente le differenze di volume tra i 30 e i 150 Hz). Egli paragona l’effetto di una luce stroboscopica, solo per il suono invece di vista.
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Arnal e il suo advisor, NYU neuroscienziato David Poeppel, utilizzato registrazioni video di YouTube, film e urlando volontari, con diversi gradi di rugosità, per studiare come soggetti in uno scanner fMRI ha risposto. L’aspro il suono, la più parte dei partecipanti ha valutato la paura o angosciante e più forte è l’attivazione di risposta dell’amigdala (spesso soprannominato il timore centro del cervello), piuttosto che la corteccia uditiva. Questo suggerisce che la nostra risposta alla rugosità i suoni che sentiamo innesca reazioni di paura, forse per farci reagire meglio alla percezione di pericolo. Hanno anche trovato risposte simili i suoni striduli di bambini che piangono o auto allarmi. [Carta]
Un Quantum “Weeping Angel” Effetto
Sappiamo tutti che la meccanica quantistica è strano. Caso in questione: un semplice atto di osservazione determina il risultato di un esperimento. Ma se non abbiamo mai distogliere lo sguardo, efficacemente il tempo si è fermato. È conosciuto come il quantum Zeno effetto, anche se approssimativa analogia può essere redatto per il Pianto degli Angeli in Doctor Who. Un visto quantum pentola non bolle mai. E visto che il Pianto Angelo non si può muovere.
Ci sono stati una serie di esperimenti che conferma che il quantum Zeno effetto realmente accade. (C’è anche un “Anti-Zeno Effetto”, grazie al quale fissare il metaforico quantum pentola porta ad ebollizione più rapidamente — anche confermato sperimentalmente.) Più di recente, la Cornell University fisici utilizzato il laser per intercettare un gas di rubidio refrigerati a super-freddo, in un reticolo di luce. Grazie alla peculiarità della meccanica quantistica, ogni ora e poi, un atomo riesce a tunnel d’uscita dalla trappola.
Ma quando hanno ripetutamente zapped atomi con laser a impulsi più brevi intervalli —l’equivalente di guardare dentro di Schroedinger, proverbiale scatola ancora e ancora e ancora — hanno trovato questo rende più difficile per gli atomi intrappolati al tunnel. Quando gli intervalli diventano abbastanza breve, gli atomi fare come il Pianto di un Angelo e sono praticamente congelate. [Carta]
La danza delle Gocce di Liquido
Gocce d’acqua di diffusione quando colpiscono una superficie di vetro, ma la Stanford University, gli scienziati sono perplessi per il suo strano comportamento di goccioline di acqua colorata con colorante alimentare che conteneva anche il glicole propilenico (PG). Come Gizmodo s Maddie Pietra scrisse: “Quando due gocce dello stesso PG concentrazione sono collocati uno vicino all’altro, si fondono. Tuttavia, quando le goccioline di diverse concentrazioni sono vicini di casa, si avvicina, ma mai unirsi. A volte anche rincorrersi l’un l’altro.”
In un articolo pubblicato su Nature, gli scienziati di Stanford ha descritto la “bella” la scienza che spiega perché le goccioline di liquido di danza con l’altro, in tale sorprendentemente movimentazione sincronizzata. Perché il ballo di gocce di “binario”, cioè, contiene due diversi tipi di fluido. L’acqua evapora più rapidamente di PG, e ha anche una maggiore tensione superficiale, in modo che lascia più di chimica dietro come evapora di distanza dalla gocciolina di bordo. Quindi la tensione superficiale calci, alla guida di un afflusso. Co-autore di Manu Prakash paragonato l’effetto di un tornado all’interno della goccia. “Ora il motore è in esecuzione come un auto, ma la frizione non è impegnati”, ha detto al Washington Post. “La goccia non sa dove andare.”
Quando un altro drop, è aggiunto, l’evaporazione dal primo agisce come una sorta di segnale, dicendo a seconda di dove andare. Il risultato è che due goccioline sembrano ballare insieme. Il team di Stanford ha anche creato una guida, in modo anche voi potete creare la danza goccioline a casa: hai solo bisogno di colorante alimentare, acqua, e un vetrino. [Carta]
Città Terrena Crescere Come Galassie
Una delle cose interessanti su un buon modello matematico che può rivelare le connessioni nascoste tra due sistemi che, in superficie, sembra essere molto diversi l’uno dall’altro. Due i cosmologi, Henry Lin e Abraham Loeb, scoperto solo ad una sorprendente correlazione, dimostrando che il modo in cui le galassie si evolvono da variazioni nella densità della materia nell’universo primordiale è matematicamente equivalente a il modo in cui le città crescono da cambiamenti nella densità di popolazione sulla Terra.
I loro centri di analisi su un noto scala modello noto come legge di Zipf, osservato in tutto, dalle amicizie personali per la densità di popolazione della città. Come Gizmodo è Kelsey Campbell-Dollaghan ha scritto, “in pratica, la città con la più alta popolazione in un paese, sarà due volte più grande come la prossima città più popolosa, e tre volte più grande come la terza città più popolosa, e così via.” Lo stesso vale per le galassie, a quanto pare. Loeb e Lin ha preso una formula matematica che descrive come le galassie si formano ed evolvono e applicata all’evoluzione della città sulla Terra. I due sistemi si è dimostrato molto simile. Gli scienziati pensano che simili strumenti matematici potrebbero essere utilizzati per meglio modellare il diffondersi di epidemie, tra le altre applicazioni. [Carta]
Una Teoria delle Rughe
Credito: Denis Terwagne e Pedro Reis, MIT
Le rughe sono trovato in tutta la natura, dalla superficie dei pianeti, le fossette su una pallina da golf, e anche nel piccolo intestino. Ma questi sistemi sono di solito studiato caso per caso, a ritroso, per creare simulazioni al computer per capire meglio come e perché si formano. Quest’anno un team di ingegneri e matematici al MIT si avvicinò con il loro grande teoria unificata delle rughe, particolarmente indicata per le rughe che si formano sulle superfici curve.
MIT ingegnere Pedro Reis ha trascorso anni a studiare come oggetti grinza. Durante lo svolgimento di esperimenti in silicone test sfere, ha notato che quando ha succhiato l’aria, alcune di quelle sfere formata fossette sotto pressione, ma gli altri formati più ondulata modello. La MIT collega, matematico Jorn Dunkel, ha notato una somiglianza tra quest’ultimo e i modelli che appaiono quando si riscalda un sottile strato di olio. I due dipartimenti unito i loro sforzi, si versa su tutti Reis dei dati sperimentali.
Essi hanno scoperto che il tipo di modelli che formano dipendeva solo da due fattori: la curvatura dello strato inferiore in relazione allo spessore del top rughe livello, e quanto sforzo è stato applicato per la formazione di grinze livello. “La nostra teoria è fondamentalmente potrebbe applicare alla superficie della luna o di Marte, o la superficie di un vitigno, di” co-autore Norbert Stroop detto Quanta rivista. [Carta]
Raggiungere il Fondo del lecca-lecca Ipotesi
È una domanda che ha caratterizzato in un classico candy commerciale: quanti lecca ci vuole per arrivare al centro di un Tootsie Pop? Quest’anno abbiamo imparato la risposta: circa 2500, secondo gli esperimenti dei fisici presso la New York University. Chiamare il lecca-lecca Ipotesi. La new york university i ricercatori hanno usato le caramelle per determinare come fluidi sciogliere solidi, un argomento che vale anche per l’erosione dei fiumi e come pillole di sciogliere il corpo.
NYU squadra fatta propria lecca-lecca fatti in casa di bollito zucchero, sciroppo di mais e acqua, che vengono poi stampati in varie forme. Poi sono entrati i lecca-lecca in un “tunnel d’acqua” (acquatico equivalente di una galleria del vento) e li guardava sciogliere, variando la velocità di flusso dell’acqua. Essi hanno scoperto che vi sembra essere preferita la forma che gli oggetti assumono come si dissolvono, per la Fisica Buzz: “un liscio anteriore arrotondato, smussato sfaccettatura nel mezzo, e un piatto retro.” Hanno anche scoperto che l’sciogliere il tasso dipende dalla velocità di flusso: per esempio, cambiare la velocità da 1 km / h a 4 km / h e il lecca-lecca sarebbe sciogliere completamente nella metà del tempo.
Come per il conteggio del numero di lecca, hanno calcolato ci vorrebbe una stima di 1000 colpi di lingua per centimetro di caramelle per raggiungere il centro di un Tootsie Pop. Dal momento che la caramella misura circa 1.063 di diametro, che si traduce in 2500 lecca. [Carta]
Risolvere il Mistero di Come le Forme di Vetro
Il vetro è una classe di materiali che è stato intorno per un tempo molto lungo, ma i suoi più profondi segreti ancora eludere i fisici — particolarmente testardo mistero di come forme di vetro a livello molecolare. Un team di Canadesi e francesi scienziati ideato un nuovo modello di un liquido si trasforma in un bicchiere combinando, per la prima volta, due decenni di teorie: l’affollamento e del movimento cooperativo.
L’affollamento molecolare fondamentalmente tratta di molecole all’interno di bicchieri come le persone che si spostano in una stanza affollata. L’elemento chiave è la densità. Come più e più persone spremere in camera, c’è meno spazio, in modo che le persone (o le molecole) si muovono più lentamente — anche se quelle che si trovano vicino la porta sono ancora in grado di muoversi più liberamente, proprio come le molecole sulla superficie vetrosa mai interrompere il flusso, anche a basse temperature.
Questo è dove il movimento cooperativo a calci. Mentre la folla si addensa, le persone tendono a muoversi insieme con i loro vicini. I ricercatori hanno scoperto che le molecole presentano un comportamento simile, formando stringhe di deboli legami molecolari con i loro vicini. Il nuovo modello potrebbe rivelarsi utile per lo sviluppo di nuovi vitreo nano materiali con proprietà utili. [Carta]
Credito: Evangelidis, V. et al./Journal of Archaeological Science
Stampo di melma Costruisce un’Antica Rete Stradale
Prendetevi un momento per ammirare l’umile stampo di melma, un antico gruppo di organismi che si riproducono tramite spore e prendono il loro nome dal fioco roba espellere. Quando i tempi si fanno difficili, stampi melma band insieme, e mostra una strana forma di alveare, o intelligenza collaborativa. Si può risolvere labirinti, cambiare il loro aspetto, e trovare il percorso più efficiente tra due fonti di cibo. E quest’anno hanno contribuito a ricostruire un’antica rete stradale.
Greco archeologi usato un giallo brillante stampo di melma chiamata Physarum polycephalum, in sostanza, è necessario ridisegnare l’antica strada Romana reti in esecuzione attraverso i Balcani tra il 1 ° e il 4 ° secolo A. D. Sono cresciuti gli stampi su una mappa della zona, fatta di agar gel, con fiocchi di avena in posizioni strategiche, che rappresentano importanti città Romane. Stampi melma riprodotta la rete con precisione. Quelle strade sono state ben noto da documenti storici; questo esperimento è stata la prova di principio. Gli archeologi sperano che essi possono utilizzare stampi melma per aiutare a ricostruire meno noti percorsi che sono stati persi. Quindi il miglior archeologico assistenti del 21 potrebbe essere stampi melma. [Carta]
Prat Campi di concentramento, J., et al./Relazioni Scientifiche
Magnetico Wormhole Illusione
Un team di scienziati presso l’Università Autonoma di Barcellona, in Spagna, ha preso la scienza dei materiali in modalità stealth, la creazione di un “wormhole ” illusione” che causa il campo magnetico di muoversi attraverso lo spazio inosservato. La parola chiave qui è “illusione”. Questo non è un bona fide tunnel che collega due punti nello spazio-tempo — di un fiocco di fantascienza decenni, anche se non abbiamo mai osservato direttamente. Piuttosto, è creato utilizzando i metamateriali per il tunnel di campi magnetici generati da un punto ad un altro
Il dispositivo è costituito da due sfere concentriche che stringe una spirale di metallo ferromagnetico. Come Gizmodo s Maddie Stone ha scritto,
Il ferromagnete trasmette le linee del campo magnetico da un fine di il dispositivo per gli altri. Nel frattempo, un guscio di ittrio di bario ossido di rame (un materiale superconduttore, giallo) si piega e si deforma le linee di campo magnetico sono in viaggio. Un guscio esterno composto da mu “metalli” (utilizzato per la protezione di dispositivi elettronici, argento) perfettamente annulla il magnetico distorsione del superconduttore, rendendo il tutto “magnetico invisibile” dall’esterno. Schiaccia il tutto in un bagno di azoto liquido—superconduttori solo lavorare a temperature molto basse, e voilà, ti sei preso un wormhole.
E ‘ molto interessante esperimento, con uno scopo: potrebbe un giorno aiutare a migliorare medica scanner. Al New Scientist: “Wormholes potrebbe permettere a più magnetic imager collaborare senza interferire con l’altro, o potrebbe essere utilizzato per mettere una certa distanza tra ingombranti sensori e pazienti, senza cambiare lo sfondo del campo magnetico risonanza magnetica contare.” [Carta]
Immagine in alto: Fabrizio Carbone/EPFL.